Ikatan hidrogen


Dalam kimia, ikatan hidrogen adalah sejenis gaya tarik-menarik antar molekul atau antar dipol yang terjadi antara dua muatan listrik parsial dengan polaritas yang berlawanan.[1] Walaupun lebih kuat dari kebanyakan gaya antarmolekul, ikatan hidrogen jauh lebih lemah dari ikatan kovalen dan ikatan ion.[2] Dalam makromolekul seperti protein dan asam nukleat, ikatan ini dapat terjadi antara dua bagian dari molekul yang sama dan berperan sebagai penentu bentuk molekul keseluruhan yang penting.

Ikatan hidrogen terjadi ketika sebuah molekul memiliki atom N, O, atau F yang mempunyai pasangan elektron bebas (lone pair electron). Hidrogen dari molekul lain akan berinteraksi dengan pasangan elektron bebas ini membentuk suatu ikatan hidrogen dengan besaran ikatan bervariasi mulai dari yang lemah (1-2 kJ mol−1) hingga tinggi (>155 kJ mol−1).

Kekuatan ikatan hidrogen ini dipengaruhi oleh perbedaan elektronegativitas antara atom-atom dalam molekul tersebut. Semakin besar perbedaannya, semakin besar ikatan hidrogen yang terbentuk.[3]

Ikatan hidrogen memengaruhi titik didih suatu senyawa. Semakin besar ikatan hidrogennya, semakin tinggi titik didihnya. Namun, khusus pada air (H2O), terjadi dua ikatan hidrogen pada tiap molekulnya. Akibatnya, jumlah total ikatan hidrogennya lebih besar daripada asam florida (HF) yang seharusnya memiliki ikatan hidrogen terbesar (karena paling tinggi perbedaan elektronegativitasnya) sehingga titik didih air lebih tinggi daripada asam florida.

Ikatan hidrogen juga sangat berpengaruh pada spektroskopi. Contoh yang paling nyata adalah pada spektroskopi inframerah, dengan adanya ikatan hidrogen akan memperlebar stretching.[4]

Ciri Ikatan Hidrogen

Dalam ilmu kimia, terdapat berbagai jenis ikatan kimia yang terbentuk berdasarkan interaksi antara dua atom yang saling berikatan. Karakteristik masing-masing ikatan, seperti cara distribusi elektron di dalamnya, turut menentukan jenis ikatan yang dihasilkan oleh suatu molekul. Berikut adalah beberapa ciri khas ikatan hidrogen:[5]

  • Terjadi antara atom yang memiliki pasangan elektron bebas dengan atom hidrogen yang terikat pada atom elektronegatif.
  • Kekuatan ikatan relatif lemah.
  • Panjang ikatan cenderung besar.
  • Pada alkana dengan jumlah atom karbon yang sama, senyawa yang memiliki ikatan hidrogen biasanya memiliki titik didih lebih tinggi.

Dampak adanya ikatan Hidrogen

Meskipun ikatan hidrogen memiliki kekuatan yang relatif lemah, keberadaannya memberikan pengaruh signifikan terhadap berbagai sifat kimia tertentu. Berikut dampak Ikatan Hidrogen:[5]

Titik Didih Air dan Sifat Kohesi

Air (H₂O) merupakan salah satu senyawa yang membentuk ikatan hidrogen antar molekulnya secara intermolekuler. Akibatnya, air memiliki titik didih tinggi, yaitu 100°C. Hal ini disebabkan oleh struktur molekul air yang memiliki banyak ikatan hidrogen. Ketika air dipanaskan hingga mendidih, diperlukan energi untuk memutus setiap ikatan hidrogen tersebut, sehingga suhu pemanasan yang dibutuhkan cukup tinggi.

Walaupun kekuatan individu ikatan hidrogen kecil, jumlah ikatan yang banyak menghasilkan kebutuhan energi pemutusan yang besar. Oleh karena itu, air mendidih pada suhu 100°C, yang relatif tinggi dibandingkan senyawa lain.

Selain itu, sifat kohesi atau gaya tarik-menarik antar molekul air juga dipengaruhi oleh ikatan hidrogen. Akibatnya, air memiliki tegangan permukaan yang besar, yang memungkinkan tetesan air berbentuk bulat ketika keluar dari pipet.

Titik Didih Senyawa Hidrokarbon

Pada senyawa hidrokarbon tanpa gugus –OH, seperti pentana, titik didih umumnya rendah. Sebaliknya, hidrokarbon yang memiliki gugus –OH, seperti pentanol, cenderung memiliki titik didih lebih tinggi.

Sebagai contoh, pentana dengan lima atom karbon memiliki titik didih 36,1°C, sementara pentanol dengan jumlah atom karbon yang sama memiliki titik didih 138°C. Perbedaan signifikan ini disebabkan oleh keberadaan gugus –OH pada pentanol, yang memungkinkan terbentuknya ikatan hidrogen antara atom oksigen dan hidrogen. Ikatan ini memberikan stabilitas tambahan yang meningkatkan titik didih dibandingkan pentana yang tidak membentuk ikatan hidrogen.

Struktur DNA

Ikatan hidrogen juga berperan penting dalam struktur DNA. Basa nitrogen dalam DNA terhubung melalui ikatan hidrogen, membentuk pasangan basa nitrogen. Selain itu, bentuk pilinan atau heliks DNA tercipta karena adanya ikatan hidrogen, yang menyebabkan struktur DNA melengkung dan melingkar. Tanpa ikatan hidrogen, bentuk heliks DNA tidak akan terbentuk.

Sifat Kelarutan

Dalam kimia, kelarutan suatu zat sangat dipengaruhi oleh ikatan hidrogen. Air sebagai pelarut dapat melarutkan berbagai molekul organik polar karena kemampuannya membentuk ikatan hidrogen dengan molekul polar tersebut. Sebaliknya, senyawa non-polar tidak dapat larut dalam air karena tidak terbentuknya ikatan hidrogen antara molekul non-polar dan air.

Ikatan hidrogen, meskipun kecil, memberikan dampak besar pada berbagai fenomena dan sifat kimia.

Referensi

  1. ^ Bobrow, Test Preparation Seevices (2011). CliffsAP Chemistry, 4th Edition. Houghton Mifflin Harcourt. hlm. 49. ISBN 9780544178977. 
  2. ^ Starr, Cecie (2015). Biology Today and Tomorrow with Physiology. Cengage Learning. hlm. 39. ISBN 9781305480643. 
  3. ^ Karmana, Oman (2008). Biologi untuk kelas XII semester I. PT Grafindo Media Pratama. hlm. 75. ISBN 9789797585839. 
  4. ^ Ikatan Hidrogen
  5. ^ a b Pangestu, Aji (2022-02-15). "Pengertian Ikatan Hidrogen, Ciri, Dampak, Contoh Soal dan Jawabannya | Ilmu Kimia". Diakses tanggal 2024-12-11. 


Ikon rintisan

Artikel bertopik kimia ini adalah sebuah rintisan. Anda dapat membantu Wikipedia dengan mengembangkannya.
Kembali kehalaman sebelumnya