Hibridisasi

Pembentukan ikatan, juga sering dikatakan sebagai penataan kembali orbital atom menjadi orbital molekul, yang merupakan hasil tumpang tindih dari kedua orbital atom. Contoh sederhana proses penataan orbital molekul dengan model ini dapat ditunjukkan pada proses pembentukan molekul Asam Florida (HF). Konfigurasi atom H : 1s1 dan atom F : 1s₂ 2s₂ 2px₂ 2py₂ 2pz₁, tampak kemungkinan terjadi pasangan elektron antara 1s1 dari atom H dan 2pz1, sehingga terjadi tumpang tindih kedua obital tersebut, dan membentuk orbital molekul sp, dan menghasilkan bentuk molekul yang linier, perhatikan Gambar 5.14.

Gambar 5.14. Model hibridisasi dan bentuk molekul sp
Seperti yang dibahas pada pembentukan molekul BF3, proses perpindahan elektron dari tingkat orbital yang rendah ke yang lebih tinggi umum terjadi proses perpindahan ini dikenal dengan proses hibridisasi. Orbital hasil hibridisasi disebut orbital hibrid, dalam pembentukan BF3, terjadi orbital hibrid sp2, dimana ikatan akan terjadi pada orbital tersebut.
Proses hibridisasi sp2, secara sederhana melalui tahap sebagai berikut. Elektron yang berada pada orbital 2s dipromosikan dan berpindah pada orbital 2Py.

Sehingga terbentuk orbital hibrid sp2, yang dapat bereaksi dengan atom lain dengan membentuk ikatan yang hampir sama. Hal ini menyebabkan bentuk molekulnya sebagai segi tiga datar, lihat Gambar 5.15.

Gambar 5.15. Bentuk molekul dengan hibridisasi sp2
Proses hibridisasi tipe lain, terjadi pada molekul gas metana (CH4), atom memiliki konfigurasi konfigurasi atom H: 1s1 dan konfigurasi atom C: 1s2 2s2 2Px1 2py1 2pz0.

Dalam mengikat 4 atom H menjadi CH4, maka 1 elektron (orbital 2s) dari atom C akan dipromosikan ke orbital 2pz, sehingga konfigurasi elektronnya menjadi: 1s1 2s1 2px1 2py1 2pz1.
Perubahan yang terjadi meliputi 1 orbital 2s dan 3 orbital 2p, maka disebut hibridisasi sp3, Kekuatan ikatan untuk keempat orbital relatif setara sehingga membentuk molekul tetrahedron, seperti Gambar 5.16. Struktur molekul tetrahedral cukup stabil, sehingga banyak molekul yang memiliki struktur ini.

Gambar 5.16. Bentuk molekul dengan hibridisasi sp3
Bentuk hibridisasi yang lebih kompleks jika banyak orbital yang terlibat dalam proses promosi elektron seperti orbital s, p, dan d, seperti pada hibridisasi dsp3 dengan bentuk molekul trigonal bipiramidal, sp2d ; dsp2 dengan bentuk molekul segiempat datar dan d2sp3 ; sp3d2 dengan bentuk molekul oktahedron.

Oleh Tia Ghose, Staf Penulis LiveScience | LiveScience.com

Otak Einstein memiliki pola lipatan yang luar biasa di beberapa bagiannya, yang dapat membantu menjelaskan mengapa dia jenius. Demikian yang ditunjukkan dalam foto terbaru dalam jurnal “Brain” yang terbit 16 November.

Albert Einstein, ahli fisika yang jenius itu memiliki lipatan ekstra dalam materi otaknya yang berwarna abu-abu, yang merupakan bagian otak untuk pikiran sadar. Secara khusus, lobus frontalis, daerah yang berhubungan dengan pemikiran abstrak dan perencanaan, memiliki lipatan yang tidak biasa dan rumit, seperti yang dinyatakan dalam sebuah analisis.

"Bagian otak tersebut  adalah bagian yang sangat canggih dari otak manusia," kata Dean Falk, penulis penelitian dan seorang antropolog di Florida State University, mengacu pada materi abu-abu tersebut. "Dan otak Einstein sangat luar biasa."

Foto otak sang jenius
Albert Einstein adalah fisikawan yang paling terkenal dari abad ke-20. Teori terobosannya mengenai relativitas umum menjelaskan bagaimana cahaya membelok karena lipatan ruang dan waktu.

Ketika ilmuwan tersebut meninggal pada 1955 di usia 76 tahun, Thomas Harvey, ahli patologi yang mengautopsinya, mengambil otak Einstein dan menyimpannya. Harvey mengiris ratusan bagian tipis jaringan otak Einstein untuk diperiksa dengan mikroskop dan juga memotret 14 foto otak tersebut  dari beberapa sudut.

Harvey mempresentasikan sebagian penelitiannya, namun tetap merahasiakan foto tersebut karena ingin menulis buku tentang otak fisikawan tersebut. Tetapi dia meninggal sebelum bukunya selesai.

Foto-foto tersebut tetap tersembunyi selama beberapa puluh tahun. Pada 2010, setelah menjalin persahabatan dengan salah satu penulis penelitian yang baru, keluarga Harvey menyumbangkan foto tersebut ke National Museum of Health and Medicine di Washington D.C, Tim Falk mulai menganalisis foto-foto tersebut pada 2011.

Lebih banyak koneksi sel otak
Tim tersebut menemukan bahwa secara keseluruhan, otak Einstein memiliki lipatan yang jauh lebih rumit di bagian celebral cortex, yang merupakan materi berwarna abu-abu pada permukaan otak dan berperan untuk pikiran sadar. Secara umum, materi abu-abu yang lebih tebal berhubungan dengan IQ yang lebih tinggi.

Banyak ilmuwan percaya bahwa dengan lipatan yang lebih banyak dapat memberikan area permukaan tambahan untuk pemrosesan mental, yang memungkinkan lebih banyak koneksi antara sel-sel otak, kata Falk. Dengan lebih banyak koneksi antara bagian yang jauh dari otak, seseorang akan mampu membuat lompatan mental, dengan menggunakan sel-sel otak yang letaknya berjauhan tersebut untuk memecahkan beberapa masalah kognitif.

Prefrontal cortex, yang memainkan peranan  penting untuk pemikiran abstrak, membuat prediksi dan berencana, juga memiliki pola lipatan yang luar biasa rumit pada otak Einstein.

Mungkin hal tersebut telah membantu sang fisikawan dalam mengembangkan teori relativitas. "Einstein berpikir soal percobaan saat ia membayangkan dirinya menyusuri seberkas cahaya, dan itu persis merupakan bagian otak yang diduga membuat seseorang menjadi sangat aktif" dalam eksperimen rumit semacam itu, ujar Falk kepada LiveScience.

Selain itu, lobus oksipitalis dari otak Einstein, yang melakukan proses visual, menunjukkan lipatan tambahan.

Lobus parietalis bagian kanan dan kiri juga tampak sangat asimetris, ungkap Falk. Tidak jelas hubungan antara bagian tersebut dan kejeniusan Einstein, tapi bagian otak tersebut adalah kunci untuk tugas-tugas spasial dan penalaran matematika, tambah Falk.

Para peneliti masih belum mengetahui apakah otak Einstein sudah luar biasa sejak lahir atau karena ia menggali fisika selama bertahun-tahun yang menyebabkan otaknya menjadi sangat spesial.

Falk yakin keduanya memainkan peran penting dalam kejeniusan Einstein.

"Entah itu alami atau dipupuk," katanya. "Ia lahir dengan otak yang sangat baik, dan dia memiliki berbagai pengalaman yang memungkinkan dia untuk mengembangkan potensi yang dimilikinya."

Tapi sebagian besar kemampuan baku Einstein mungkin didapatnya secara alami bukan dari hasil kerja kerasnya seumur hidup, kata Sandra Witelson, dari Michael G. De Groot School of Medicine at McMasters University yang telah melakukan penelitian di masa lalu mengenai otak Einstein. Pada 1999, karyanya mengungkapkan bahwa lobus parietalis bagian kanan Einstein memiliki lipatan ekstra, yang didapatkan dari gen orangtuanya atau terjadi ketika Einstein masih dalam kandungan.

“Otak tersebut berbeda bukan sekadar dari ukuran yang lebih besar atau kecil, namun juga polanya,” ungkap Witselon. “Anatomi otaknya sangat unik jika dibandingkan dengan setiap foto atau gambaran otak manusia yang pernah ada.”