Elektron terdelokalisasi
Dalam kimia, elektron terdelokalisasi adalah elektron dalam suatu molekul, ion, atau logam padat yang tidak terikat pada satu atom atau ikatan kovalen tertentu.[1]
Istilah delokalisasi bersifat umum dan dapat memiliki makna yang sedikit berbeda di berbagai bidang:
- Dalam kimia organik, istilah ini merujuk pada resonansi dalam sistem terkonjugasi dan senyawa aromatik.
- Dalam fisika fasa padat, istilah ini mengacu pada elektron bebas yang berperan dalam konduksi listrik.
- Dalam kimia kuantum, istilah ini merujuk pada orbital molekul yang elektronnya tersebar meluas pada beberapa atom yang berdekatan.
Resonansi
[sunting | sunting sumber]Dalam cincin aromatik sederhana seperti benzena, delokalisasi enam elektron π pada cincin C6 sering kali digambarkan secara grafis dengan sebuah lingkaran. Fakta bahwa keenam ikatan C–C memiliki jarak yang sama panjang merupakan salah satu tanda bahwa elektron-elektron tersebut terdelokalisasi; jika strukturnya memiliki ikatan rangkap dua yang terpisah dan bergantian dengan ikatan tunggal, maka panjang ikatannya juga akan bergantian antara lebih panjang dan lebih pendek. Dalam teori ikatan valensi, delokalisasi pada benzena direpresentasikan melalui struktur resonansi.[2]
Konduksi listrik
[sunting | sunting sumber]Elektron terdelokalisasi juga terdapat dalam struktur logam padat. Struktur logam tersusun atas ion positif (kation) yang tersusun rapi di dalam “lautan” elektron terdelokalisasi. Hal ini berarti elektron-elektron tersebut dapat bergerak bebas di seluruh struktur, yang menyebabkan sifat seperti konduktivitas.[3]
Dalam intan, keempat elektron valensi dari setiap atom karbon terlokalisasi di antara atom-atom melalui ikatan kovalen. Pergerakan elektron terbatas, sehingga intan tidak dapat menghantarkan arus listrik. Sebaliknya, dalam grafit, setiap atom karbon hanya menggunakan 3 dari 4 elektron valensinya untuk membentuk ikatan kovalen dengan tiga atom karbon lain dalam satu bidang. Setiap atom karbon menyumbangkan satu elektron ke sistem elektron terdelokalisasi yang juga menjadi bagian dari ikatan kimia. Elektron-elektron terdelokalisasi ini dapat bergerak bebas di sepanjang bidang tersebut. Karena itu, grafit dapat menghantarkan listrik di sepanjang bidang atom karbon, tetapi tidak dalam arah yang tegak lurus terhadap bidang tersebut.[4]
Orbital molekul
[sunting | sunting sumber]Metode standar kimia kuantum ab initio menghasilkan orbital terdelokalisasi yang secara umum mencakup seluruh molekul dan memiliki simetri yang sesuai dengan molekul tersebut. Orbital terlokalisasi kemudian dapat diperoleh sebagai kombinasi linear dari orbital-orbital terdelokalisasi melalui suatu transformasi uniter yang sesuai.[5]
Pada molekul metana, hasil perhitungan ab initio menunjukkan adanya karakter ikatan dalam empat orbital molekul yang berbagi elektron secara merata di antara kelima atomnya. Terdapat dua tingkat orbital: satu orbital molekul ikatan yang terbentuk dari orbital 2s pada karbon, dan tiga orbital molekul ikatan terdegenerasi yang berasal dari masing-masing orbital 2p pada karbon. Orbital terlokalisasi sp3 yang berkorespondensi dengan setiap ikatan tunggal dalam teori ikatan valensi dapat diperoleh melalui kombinasi linear dari keempat orbital molekul tersebut.[6]
Lihat pula
[sunting | sunting sumber]Referensi
[sunting | sunting sumber]- ↑ "Delocalization". IUPAC. Diakses tanggal 13 November 2025.
- ↑ Janesko, Benjamin G.; Scalmani, Giovanni; Frisch, Michael J. (2015). "Quantifying solvated electrons' delocalization". Physical Chemistry Chemical Physics. 17: 18305–18312. doi:10.1039/C5CP01967B.
- ↑ Song, Seung-Hoon; Han, Minho; Sim, Eunji (2016). "Computation of electron delocalization for extended cyclic conjugated molecules". Australian Journal of Chemistry. 69 (9): 999–1004. doi:10.1071/CH16183.
- ↑ Tobin, James G.; Nowak, Stefan (2020). "Towards the Quantification of 5f Delocalization". Applied Sciences. 10 (8): 2918. doi:10.3390/app10082918. Pemeliharaan CS1: DOI bebas tanpa ditandai (link)
- ↑ Atkins, Peter; Paula, Julio (2018). Physical Chemistry (Edisi 11th). Oxford University Press. hlm. 401–405. ISBN 978-0-19-881474-0.
Delocalization of electrons plays a central role in understanding the stability and bonding of conjugated and metallic systems.
- ↑ Levine, Ira N. (2013). Quantum Chemistry (Edisi 7th). Pearson Education. hlm. 450–455. ISBN 978-0-321-80345-0.
Molecular orbital theory inherently describes electrons as delocalized over the entire molecule.
| Internasional | |
|---|---|
| Lain-lain | |
