Sebuah
efek induktif adalah tarikan kerapatan elektron melalui obligasi disebabkan
oleh perbedaan elektronegativitas dalam atom. Dalam suatu ikatan kovalen
tunggal dari atom yang tak sejenis, pasangan elektron yang membentuk ikatan
sigma, tidak pernah terbagi secara merata di antara kedua atom. Elektron memiliki
kecenderungan untuk tertarik sedikit ataupun banyak kearah atom yang lebih
elektronegatif dari keduanya. Misalnya dalam suatu alkil klorida, kerapatan elektron
cenderung lebih besar pada daerah didekat atom Cl dari pada atom ion C.
Jika
atom karbon terikat pada klorin dan ia sendiri berikatan pada atom karbon
selanjutnya, efek induksi dapat diteruskan pada karbon tetangganya. Akibat dari
pengaruh atom klorin, elektron pada ikatan karbon klorin didermakan sebagian ke
klorin, sehingga menyebabkan C1 sedikit kekurangan electron. Keadaan C1 ini
menyebabkan C2 mesti mendermakan juga sebagian elektronnya pada ikatan C2
dengan C1 agar menutupi kekurangan elektron di C1. Begitu seterusnya. Namun,
efek ini dapat hilang pada suatu ikatan jenuh (ikatan rangkap), efek induktif
ini juga semakin mengecil jika melewati C2. Pengaruh distribusi elektron pada
ikatan sigma ini dikenal sebagai efek induksi. Sebagai perbandingan relatifitas
efek induksi, kita memilih atom hidrogen sebagai molekul standarnya, misalnya
CR3-H.
Jika ketika atom H dalam molekul ini diganti
dengan Z (atom ataupun gugus), kemudian kerapatan elektron pada bagian CR3
pada molekul ini berkurang dari pada dalam CR3-H, maka Z dapat
dikatakan memiliki suatu efek –I (efek penarik electron / electron-withdrawing
/ electron-attracting). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek –I: NO2,
F, Cl, Br, I, OH, C6H5-.
Jika
kerapatan elektron dalam CR3 bertambah besar dari pada dalam CR3-H,
maka Z dikatakan memiliki efek +I (efek pendorong electron / electron-repelling
/ electron-releasing). Contoh gugus dan atom yang memiliki efek + I: (CH3)3C-,
(CH3)2CH-, CH3CH2-, CH3-.
Untuk
mempelajari atau menentukan efek induksi suatu gugus/atom yang terikat pada
senyawa karbon dilakukan pengkajian terhadap keasaman senyawa asam karboksilat baik berupa senyawa alifatik maupun senyawa
aromatik. Perhatikan harga pKa dua asam karboksilat berikut.
Kekuatan asam
metanoat berbeda dengan kekuatan asam etanoat, asam metanoat lebih kuat. Jika
dilihat dari struktur kedua asam di atas, dapat diperkirakan perbedaan kekuatan
asam tersebut disebabkan oleh pengaruh gugus –CH3. Dibandingkan asam
metanoat, kekuatan asam etanoat lebih lemah. Gugus –CH3 pada asam
etanoat mempunyai kemampuan mendorong elektron ikatan melalui ikatan sigma (C-C-O-H)
sehingga atom O menjadi relatif negatif, akibatnya atom H sukar lepas sebagai H+,
asamnya menjadi lebih lemah. Gugus –CH3 dikatakan mempunyai efek induksi
mendorong elektron dan diberi simbol +I. Untuk efek induksi gugus/atom lain
dapat dipelajari dari harga pKa berikut.
Bagaimana
kekuatan asam (2) dan (3) dibandingkan asam (1)? Asam (2) dan (3) lebih kuat
dibandingkan asam (1), mengapa? Dilihat dari struktur ketiga asam di atas,
tentunya perbedaan kekuatan asam tersebut dikarenakan adanya substituen –Cl dan
–OH pada asam (2) dan asam (3). Substituen –Cl dan –OH mempunyai kemampuan
menarik elektron ikatan melalui ikatan sigma (C-C-O-H) sehingga atom O menjadi relatif
positif, akibatnya atom H mudah dilepas sebagai H+ dan asamnya menjadi lebih
kuat. Gugus –OH dan –Cl dikatakan mempunyai efek induksi menarik elektron dan
diberi simbol –I. Efek induksi tidak hanya berpengaruh terhadap keasaman tetapi
juga terhadap kebasaan dan kereaktifan senyawa karbon. Kebasaan amoniak dan metil
amonia dapat berbeda karena adanya efek induksi dari gugus –CH3.
Kekuatan
basa dapat ditinjau dari kemampuan molekul/senyawa untuk mendonorkan pasangan
elektron bebasnya. Dilihat dari kekuatan basanya, metil amina lebih kuat (pKb-nya
lebih kecil). Mengapa demikian? Tentunya karena pada metil amina terdapat gugus
–CH3. Gugus –CH3 mempunyai efek induksi mendorong elektron
sehingga pasangan elektron bebas pada atom N lebih mudah didonorkan. Akibatnya
kebasaan metil amina lebih kuat dibandingkan ammonia.
Efek
induksi terjadi karena adanya pergeseran elektron ikatan dalam molekul senyawa sehingga
terjadi polarisasi ikatan dalam molekul tersebut.
Klor (Cl)
lebih elektronegatif dari pada C, maka elektron ikatan lebih tertarik ke Cl,
sehingga terjadi polarisasi ikatan. Atom Cl menjadi relatif lebih negatif (d-) sedangkan atom C menjadi relatif positif (d+).
Suatu
gugus/atom dikatakan mempunyai efek induksi positif (+I) bila mempunyai kemampuan
menolak elektron lebih kuat dari pada atom hidrogen dalam molekul yang sama.
Sedangkan gugus/atom yang mempunyai kemampuan efek induksi negatif (-I) adalah
gugus/atom yang lebih kuat menarik elektron dari pada atom H.
Dari
uraian di atas dapat dibuat pengertian efek induksi. Efek induksi dapat
diartikan sebagai kemampuan suatu gugus/atom yang terikat dalam suatu molekul
untuk menolak atau menarik elektron, dibandingkan dengan atom hidrogen dalam
molekul yang sama sehingga terjadi polarisasi ikatan.
Efek
induksi bekerja melalui ruang dan ikatan sigma (s) atau ikatan tunggal. Makin jauh letak gugus/atom
yang memiliki efek induksi, makin kecil pengaruhnya terhadap polarisasi ikatan.
SUMBER
