Aromatisitas ( Aromaticity )

Suatu senyawa aromatis memiliki cincin terkonjugasi dan jumlah spesifik dari elektron π nya.  Salah satu contoh paling umum adalah Benzen. Sebenarnya, apa itu aromatisitas ?

Gambar 1. Struktur Benzen

" Aromatisitas mengacu pada senyawa apapun yang mengandung cincin atom – atom dengan orbital molekul π yang terdelokalisasi yang mempengaruhi setiap atom pada cincin dan memiliki elektron 2, 6, 10, dst pada orbital molekulnya "

Selain itu, aromatisitas juga merujuk pada senyawa dengan stabilitas yang tak biasa dan kurang reaktif dengan konjugasi unik dari delokalisasi ikatan π siklik.Sebelum masuk ke syarat suatu senyawa dikatakan aromatik, ada beberapa istilah yang harus dipahami dan diketahui.

 Delokalisasi elektron atau juga distribusi densitas elektron dapat terjadi akibat tumpang tindih ( overlapping ) orbital – orbital p dalam planar, struktur siklik. Lingkaran tertutup dari orbital p yang tumpang tindih harus ada agar aromatisitas dapat terjadi.

Konjugasi adalah stabilitas khusus yang dihasilkan oleh orbital – orbital p yang saling tumpang tindih atau paralel. Perlu diingat bahwa aromatisasi tidak dapat terjadi tanpa adanya konjugasi karena membutuhkan planaritas dan orbital p yang tumpang tindih. Tetapi, konjugasi bisa terjadi dalam suatu molekul tanpa harus menjadi aromatik.

Dan, resonansi adalah keadaan dimana suatu molekul bisa disajikan dalam 2 atau lebih struktur lewis yang valid. Dengan melihat struktur resonansi dari cincin benzen, kita dapat menentukan dimana orbital p dan ikatan pi parsial terjadi. Ikatan pi parsial dan orbital p planar ini berkontribusi terhadap aromatisitas sehingga resonansi juga berkontribusi terhadap stabilitas molekul aromatik.

Untuk menjadi aromatik, suatu senyawa haruslah memenuhi beberapa karakteristik berikut :

1.    Suatu senyawa aromatik berbentuk siklik dan mengandung orbital molekul yang terdelokalisasi.

2.    Semua elektron π harus berpasangan.

3.    Atom – atom pada cincin biasanya memiliki hibridisasi sp2.

4.    Struktur senyawa berupa planar (planar atau nearly planar)

5.    Elektron – elektron π terdelokalisasi di seluruh cincin.

6.    Jumlah elektron π mengikuti aturan Huckel.

Pada aturan Huckel, dinyatakan bahwa suatu senyawa aromatik harus memiliki elektron π 4n+2, dengan n dalam bilangan bulat.

Fakta bahwa struktur dari benzen adalah planar, keseluruhan sudut ikatannya adalah 120⁰ dan tiap – tiap karbonnya terikatat dengan 3 atau lebih atom. Jadi, hibridisasi sp2. Sifat dari senyawa aromatis adalah non polar, tidak larut dalam air. Dengan adanya substituen polar, gaya gaya intermolekular lemah dan terbatas untuk gaya van der waals dari jenis dipol terinduksi/ dipol terinduksi. Secara luas benzen digunakan sebagai pelarut.

            Suatu analisis dapat dilakukan untuk menentukan apakah benzen benar merupakan senyawa aromatik ?

Argumentasi 1 = struktur benzen memiliki 3 ikatan π yang berada dalam struktur siklik

Argumentasi 2 = setiap atomnya memiliki orbital p yang saling tumpang tindih

Argumentasi 3 = dengan memutar molekulnya dapat diamati bahwa bentuknya planar

Argumentasi 4 = struktur benzen memiliki 6 elektron π , berdasarkan aturan Huckel 4n+2 = 6 , maka n = 1 => bilangan bulat.

Berdasarkan 4 argumentasi di atas dapat disimpulkan bahwa benzen adalah benar suatu senyawa aromatik.

Sekarang permasalahannya adalah apakah senyawa berikut ini memiliki aromatisitas ? Ataukah hanya memiliki konjugasi saja ? Atau bahkan tidak keduanya ?

Dan, apakah senyawa aromatik harus memiliki aromatisitas dan konjugasi ?

Sources
Carey, F.A. 2000. Organic Chemistry fourth Edition. Boston : Mc Graw Hills Companies.
Daley, R.F and S.J. Daley. 2005. Organic Chemistry Chapter 17 : Aromaticity. www.ochem4free.com