Rabu, 15 Februari 2017

Ikatan Fi bukan Penyebab Kestabilan Molekul Dinitrogen?

Dua atom nitrogen saling bergabung membentuk molekul dinitrogen (N2) melalui ikatan kovalen rangkap tiga. Ikatan ini tentu begitu kuat sehingga sampai mengundang rasa penasaran ilmuan untuk mencari alasan dibalik kuatnya ikatan rangkap tiga tersebut. Salah satu bukti kuatnya ikatan tersebut adalah sangat sukarnya molekul ini bereaksi.

Dan akhirnya, penelitian menemukan alasan yang sangat tidak terduga tentang mengapa ikatan rangkap tiga pada molekul dinitrogen sangat kuat.

Dalam waktu yang cukup lama, para ilmuan percaya bahwa adanya tiga buah ikatan kovalen antara atom atom nitogen pada molekul dinitrogen adalah penyebab utama ikatannya begitu kuat dibandingkan zat zat yang berikatan tunggal atau kovalen rangkap dua.

Dalam ikatan rangkap tiga pada molekul dinitrogen itu terdapat dua buah ikatan sigma dan satu buah ikatan fi. Ikatan fi pada beberapa senyawa akan membuat senyawa itu reaktif seperti pada senyawa alkena dan alkuna. Tetapi pada molekul dinitrogen menurut penelitian menunjukkan bahwa ikatan fi yang ada antara dua atom nitrogen tersebut tidak banyak berkontribusi pada kestabilan yang dimiliki oleh molekul dinitrogen seperti yang sebelumnya di percayai.

Sumber : American Chemical Society via chemistryworld.com

Untuk menemukan rahasia mengapa ikatan rangkap tiga pada senyawa dinitrogen sangat kuat, seorang ahli kimia bernama Weston Borden dari University of North Texas kembali melakukan riset. Ia tidak melakukan percobaan baru, tetapi hanya menganalisis data yang sudah ada sebelumnya.

Ia membandingkan data termodinamika antara molekul dinitrogen dengan asetilen dan kemudian membandingkan bagaimana hasil reaksi kedua zat tersebut dengan gas hidrogen.

Hasilnya adalah bahwa secara termodinamika, reaksi kedua zat tersebut dengan gas hidrogen sangat berbeda. Reaksi asetilen dengan gas hidrogen adalah reaksi yang melepaskan energi. Artinya reaksi tersebut sangat mudah terjadi dan termasuj reaksi eksotermik. Berbeda dengan reaksi dinitrogen dengan gas hidrogen yang endotermik yang artinya memerlukan energi agar dapat bereaksi.

Penjelasan dari fenomena ini ternyata berpusat pada ikatan sigma, bukan ikatan rangkapnya. Borden menemukan bahwa, ketika ikatan rangkap tiga bereaksi dengan gas hidrogen, satu ikatan fi akan putus, tetapi dua ikatan sigma baru akan terbentujantara atom N dengan H pada dinitrogen atau C dengan H pada asetilen. Ikatan sigma pada senyawa hasil reaksi dinitrogen dengan hidrogen akan semakin banyak.

Ikatan N - H jauh lebih lemah dibandingkan ikatan C - H. Sehingga Borden berkesimpulan bahwa ikatan fi bukanlah yang menjadi penyebab kuatnya ikatan rangkap tiga pada molekul dinitrogen.

Nah dengan adanya penemuan ini, tentu akan mengubah pandangan kita tentang mengapa senyawa dinitogen sangat sulit bereaksi. Dan juga diharapkan penelitian ini membantu ahli kimia untuk menemukan katalis yang mempermudah untuk mengikat gas dinitrogen.