Pintar Pelajaran Senyawa Hidrokarbon, Pengertian, Sifat-Sifat, Alifatik Tak Jenuh, Rumus, Pola Soal, Pembahasan

Senyawa Hidrokarbon : Pengertian Sifat-sifat Alifatik Tak Jenuh Rumus Contoh Soal Pembahasan - Salah satu rumpun senyawa yang melimpah di alam ialah senyawa karbon. Senyawa ini tersusun atas atom karbon dan atom-atom lain yang terikat pada atom karbon, mirip hidrogen, oksigen, nitrogen, dan atom karbon itu sendiri. Salah satu senyawa karbon paling sederhana adalah hidrokarbon. Hidrokarbon banyak dipakai sebagai komponen utama minyak bumi dan gas alam. Apakah kekhasan dari atom karbon? Bagaimanakah atom karbon membentuk senyawa hidrokarbon? Bagaimanakah menggolongkan senyawa hidrokarbon? Anda sanggup memahaminya jikalau Anda pelajari bab ini dengan baik.

A. Karakteristik Atom Karbon

Sejauh ini, Anda telah mengenal sedikit wacana atom karbon, yaitu atom karbon mempunyai nomor atom 6 dengan konfigurasi elektron ₆C : 2 4. Di alam terdapat sebagai isotop ¹²C, ¹³C, dan ¹⁴C. Dalam sistem periodik, atom karbon berada dalam golongan IVA dan periode 2. Atom karbon berikatan kovalen dengan atom bukan logam dengan valensi 4. Sesungguhnya, masih banyak sifat-sifat atom karbon yang perlu Anda ketahui.

1.1. Kekhasan Atom Karbon

Atom karbon mempunyai empat elektron valensi dengan rumus Lewis yang ditunjukkan di samping. Keempat elektron valensi tersebut dapat membentuk empat ikatan kovalen melalui penggunaan bersama pasangan elektron dengan atom-atom lain. Atom karbon sanggup berikatan kovalen tunggal dengan empat atom hidrogen membentuk molekul metana (CH₄). Rumus Lewisnya:

Selain sanggup berikatan dengan atom-atom lain, atom karbon dapat juga berikatan kovalen dengan atom karbon lain, baik ikatan kovalen tunggal maupun rangkap dua dan tiga, mirip pada etana, etena dan etuna (lihat pelajaran Tata Nama Senyawa Organik).

Kecenderungan atom karbon sanggup berikatan dengan atom karbon lain memungkinkan terbentuknya senyawa karbon dengan berbagai struktur (membentuk rantai panjang atau siklik). Hal inilah yang menjadi ciri khas atom karbon.

Jika satu atom hidrogen pada metana (CH₄) diganti oleh gugus –CH₃ maka akan terbentuk etana (CH₃–CH₃). Jika atom hidrogen pada etana diganti oleh gugus –CH₃ maka akan terbentuk propana (CH₃–CH₂–CH₃) dan seterusnya hingga terbentuk senyawa karbon berantai atau siklik.

Catatan :

Lewis menyatakan bahwa unsur-unsur selain gas mulia dapat mencapai kestabilan dengan cara bersenyawa dengan unsur lain atau unsur yang sama semoga konfigurasi elektron dari setiap atom menyerupai konfigurasi elektron gas mulia.

Contoh Soal Penulisan Struktur Hidrokarbon (1) :

Tuliskan struktur senyawa hidrokarbon berikut.

a. Pentana

b. Siklopentana

Pembahasan :

a. C₅H₁₂ :

b. C₅H₁₀ :

2. Atom C Primer, Sekunder, Tersier, dan Kuartener

Berdasarkan kemampuan atom karbon yang sanggup berikatan dengan atom karbon lain, muncul istilah atom karbon primer, sekunder, tersier, dan kuartener. Istilah ini didasarkan pada jumlah atom karbon yang terikat pada atom karbon tertentu.

Atom karbon primer (dilambangkan dengan 1^o) ialah atom-atom karbon yang mengikat satu atom karbon tetangga.

Masing-masing atom karbon mengikat satu atom karbon tetangga

Contoh :

Dalam molekul etana (CH₃–CH₃) masing-masing atom karbon mengikat satu atom karbon tetangga. Oleh lantaran itu, dalam molekul etana terdapat dua atom C primer.

Atom karbon sekunder (dilambangkan dengan 2^o) ialah atom-atom karbon yang mengikat dua atom karbon tetangga.

Atom karbon yang dilingkari, atom karbon sekunder

Atom karbon tersier (dilambangkan dengan 3^o) ialah atom-atom karbon yang mengikat tiga atom karbon tetangga.

Atom karbon yang dilingkari, atom karbon tersier

Contoh : 

Dalam molekul isobutana atom karbon pada posisi kedua mengikat tiga atom karbon tetangga. Oleh lantaran itu, dalam molekul isobutana terdapat satu atom C tersier.

Contoh Soal Menentukan Atom C 1^o, 2^o, 3^o, dan 4^o (2) :

Berapa jumlah atom C primer, sekunder, tersier, dan kuartener yang terdapat dalam hidrokarbon berikut?

Kunci Jawaban :

Semua gugus CH₃ tergolong atom C primer, gugus CH₂ tergolong atom C sekunder, gugus CH tergolong atom C tersier, dan gugus C ialah kuartener. Jadi, jumlah atom C primer ada 5 buah, atom C sekunder ada 6 buah, atom C tersier ada 3 buah, dan atom C kuartener tidak ada.

B. Identifikasi dan Klasifikasi Hidrokarbon

Anda tentu sudah mengetahui bahwa salah satu senyawa karbon yang paling sederhana ialah hidrokarbon. Senyawa hidrokarbon hanya tersusun atas unsur karbon dan hidrogen. Akan tetapi, dari dua macam unsur ini sanggup membentuk banyak senyawa, mulai dari gas alam, minyak bumi, batubara hingga lilin dan polistirena.

2.1. Identifikasi Karbon dan Hidrogen

Adanya unsur karbon dan hidrogen dalam senyawa hidrokarbon dapat diidentifikasi melalui percobaan sederhana. Percobaan sederhana ini dapat dilakukan di laboratorium sekolah maupun di rumah Anda. Salah satu metodenya ialah dengan memakai lilin (C₂₀H₄₂) yang direaksikan dengan oksigen dari udara (dibakar), hasil pembakaran lilin dilewatkan ke dalam larutan Ca(OH)₂ 1%, mirip ditunjukkan pada Gambar 1.

Gambar 1. Identifikasi karbon dan hidrogen memakai metode pembakaran lilin.

Bagaimana mengidentifikasi adanya unsur karbon dan hidrogen dalam senyawa hidrokarbon atau senyawa organik? Untuk sanggup menjawab ini, Anda harus memahami dulu reaksi yang terjadi.

Ketika lilin terbakar terjadi reaksi antara lilin dan oksigen dari udara. Jika pembakarannya sempurna, terjadi reaksi:

2C₂₀H₄₂(s) + 61O₂(g) → 40CO₂(g) + 42H₂O(g)

Gas CO₂ dan uap air hasil pembakaran akan mengalir melalui saluran menuju larutan Ca(OH)₂ . Pada dikala menuju larutan Ca(OH)₂ , terjadi pendinginan oleh udara sehingga uap air hasil reaksi akan mencair. Hal ini dibuktikan dengan adanya tetesan-tetesan air yang melekat pada saluran. Oleh lantaran titik embun gas CO₂ sangat rendah maka akan tetap sebagai gas dan bereaksi dengan larutan Ca(OH)₂ . Bukti adanya CO₂ ditunjukkan oleh larutan menjadi keruh atau terbentuk endapan putih dari CaCO₃ (perhatikan Gambar 1). Persamaan reaksinya:

CO₂(g) + Ca(OH)₂(aq) → CaCO₃(s) + H₂O(l)

Untuk lebih memahami identifikasi senyawa hidrokarbon, lakukanlah percobaan berikut dengan memakai metode lainnya, seperti pembakaran gula pasir halus (C₁₂H₂₂O₁₁). Adapun senyawa bukan hidrokarbon, tetapi prinsipnya sama, yaitu mengandung karbon dan hidrogen. Untuk mengetahuinya, lakukanlah aktivitas berikut.

Praktikum Kimia Identifikasi Karbon dan Hidrogen (1) :

Tujuan :

Mengidentifikasi adanya unsur karbon dan hidrogen dalam senyawa yang mengandung karbon dan hidrogen.

Alat :

1. Pembakar bunsen
2. Statif
3. Tabung reaksi

Bahan

1. Gula pasir
2. Katalis CuO. Katalis ialah zat kimia yang sanggup mempercepat reaksi.
3. Ca(OH)₂ 1%

Langkah Kerja :

1. Susun alat mirip gambar di atas.
2. Campurkan gula pasir halus dengan CuO.
3. Panaskan adonan tersebut.
4. Hasil reaksi dilewatkan ke dalam larutan Ca(OH)₂ 1%.

Pertanyaan :

1. Mengapa perlu dilakukan pembakaran gula pasir?
2. Bagaimana persamaan reaksi pembakaran gula pasir?
3. Apa yang terjadi ketika gula pasir dipanaskan?
4. Mengapa perlu dipakai katalis CuO?
5. Hasil reaksi apa yang didapatkan dalam tabung reaksi?
6. Jika pembakaran tidak tepat (pasokan oksigen kurang), bagaimana kemungkinan hasil reaksinya? Tuliskan persamaan reaksinya.
7. Apa yang sanggup Anda simpulkan dari hasil pengamatan tersebut?

Sekilas Kimia

Hans Krebs

(1900–1981)

Ahli kimia ini yang kali pertama mengusulkan serangkaian reaksi untuk pertanda bagaimana glukosa (gula) diuraikan untuk menghasilkan karbon dioksida, air, dan energi.

2.2. Klasifikasi Hidrokarbon

Pada dasarnya, senyawa karbon sanggup digolongkan ke dalam senyawa hidrokarbon dan turunannya. Senyawa turunan hidrokarbon ialah senyawa karbon yang mengandung atom-atom lain selain atom karbon dan hidrogen, seperti alkohol, aldehida, protein, dan karbohidrat.

Gambar 2. Bagan penggolongan senyawa karbon.

Ditinjau dari cara berikatan karbon-karbon, senyawa hidrokarbon dapat dikelompokkan menjadi dua pecahan besar (perhatikan Gambar 2), yaitu:

a. Senyawa hidrokarbon alifatik, yaitu senyawa hidrokarbon yang membentuk rantai karbon dengan ujung terbuka, baik berupa rantai lurus atau bercabang. Senyawa alifatik dibedakan sebagai berikut

1) Senyawa hidrokarbon jenuh ialah senyawa hidrokarbon yang berikatan kovalen tunggal. Contohnya, senyawa alkana.

Gas alam dan minyak bumi tergolong hidrokarbon alifatik.

2) Senyawa hidrokarbon tidak jenuh ialah senyawa hidrokarbon yang berikatan kovalen rangkap dua atau rangkap tiga. Contohnya alkena dan alkuna.

b. Senyawa hidrokarbon siklik ialah senyawa hidrokarbon dengan ujung rantai karbon tertutup. Senyawa siklik dibedakan sebagai berikut.

1) Senyawa hidrokarbon alisiklik ialah senyawa golongan alifatik dengan ujung rantai karbon tertutup. Contohnya sikloheksana dan sikloheksena.

2) Senyawa hidrokarbon aromatik adalah senyawa benzena dan turunannya. Contoh hidrokarbon aromatik yaitu benzena, naftalena, toluena, dan sebagainya.

Contoh Soal Klasifikasi Hidrokarbon (3) :

Manakah di antara senyawa karbon berikut yang tergolong hidrokarbon?

a. C₄H₁₀ (butana)

b. C₄H₁₀O (butanol)

c. C₄H₈ (siklobutana)

d. C₂H₄O₂ (cuka)

e. C₂H₂ (asetilen)

Penyelesaian :

Hidrokarbon ialah senyawa karbon yang hanya mengandung karbon dan hidrogen. Jadi, yang tergolong hidrokarbon ialah (a), (c), dan (e).

C. Hidrokarbon Alifatik Jenuh

Berdasarkan jumlah ikatan antara atom karbon, senyawa alifatik dikelompokkan menjadi alifatik jenuh dan tidak jenuh. Pada alifatik jenuh, atom karbon sanggup mengikat atom hidrogen secara maksimal. Senyawa yang tergolong alifatik jenuh ialah alkana dan sikloalkana.

3.1. Struktur dan Sifat Alkana

Senyawa golongan alkana paling sederhana ialah metana (CH₄) yang terdiri atas satu atom karbon dan empat atom hidrogen (Model molekul pada Gambar 3).

Gambar 4. Model molekul CH4.

Struktur molekul alkana yang lebih panjang, mirip etana, propana, butana, dan yang lainnya membentuk rantai yang memanjang. Struktur alkana dan senyawa karbon umumnya biasa dituliskan dalam bentuk rumus struktur yang dimampatkan, mirip empat deret alkana pertama berikut.

a. Deret Homolog

Perhatikan keempat pola senyawa alkana di atas. Terlihat bahwa dari kiri ke kanan secara berurutan terdapat selisih jumlah gugus –CH₂–. Etana kelebihan satu gugus –CH₂– dari metana, propana kelebihan satu gugus –CH₂– dari etana, dan seterusnya.

Jika dalam suatu deret senyawa terdapat selisih jumlah gugus sebanyak –CH₂– secara berurutan maka senyawa-senyawa tersebut merupakan deret homolog. Deret homolog ialah senyawa-senyawa yang memiliki selisih gugus sebanyak –CH₂– dari senyawa sebelumnya. Senyawa-senyawa dalam deret homolog mempunyai sifat kimia mirip, tetapi sifat-sifat fisika berubah sejalan dengan naiknya massa molekul mirip yang ditunjukkan pada Tabel 1.

Tabel 1. Titik Leleh dan Titik Didih Alkana Rantai Lurus Berdasarkan Deret Homolog

Nama Senyawa	Rumus Molekul	Wujud Zat	Massa Molekul	Titik Leleh (°C)	Titik Didih (°C)
Metana	CH4	Gas	16	–182,5	–164,0
Etana	C2H6	Gas	30	–183,3	–88,6
Propana	C3H8	Gas	44	–189,7	–42,1
Butana	C4H10	Gas	58	–138,4	0,5
Pentana	C5H12	Cair	72	–139,7	36,1
Heksana	C6H14	Cair	86	–95,0	68,9
Heptana	C7H16	Cair	100	–90,6	98,4
Oktana	C8H18	Cair	114	–56,8	124,7
Nonana	C9H20	Cair	128	–51,0	150,8
Dekana	C10H22	Cair	142	–29,7	174,1
Sumber: Chemistry(Zumdahl),1989

Simak Tabel 1, tentu Anda sanggup melihat kecenderungan yang teratur antara titik didih dan titik leleh dengan naiknya massa molekul relatif alkana. Dengan demikian, terdapat kekerabatan antara massa molekul relatif alkana dan sifat-sifat fisikanya.

Dengan bertambahnya massa molekul, sifat fisika yang lain seperti wujud zat juga berubah. Pada suhu kamar, empat deret pertama alkana berupa gas, deret berikutnya cair, dan alkana yang lebih tinggi berwujud padat, contohnya aspal dan lilin.

Semua alkana sanggup bereaksi dengan oksigen membentuk gas karbondioksida dan uap air. Persamaan reaksinya sanggup ditulis sebagai berikut :

C_nH_2n+2 + O₂(g) → n CO₂(g) + (n+1) H₂O(g)

b. Rumus Umum Alkana

Jika dicermati dengan saksama, deret homolog alkana memiliki keteraturan yang sanggup dirumuskan secara matematika. Dapatkah Anda menentukan rumus umum alkana?

Dalam deret homolog terdapat selisih gugus sebanyak –CH₂–. Jika tambahannya sebanyak n gugus maka sanggup ditulis sebagai (–CH₂–)n atau –C_nH_2n–. Dalam metana, kedua garis pada rumus –C_nH_2n– menunjukkan jumlah atom hidrogen.

Struktur molekul oktana (C8H18)

3.2. Isomer dan Tata Nama Alkana

Beberapa senyawa alkana sederhana telah Anda pelajari pada bab sebelumnya. Sekarang, akan diperkenalkan tata nama senyawa alkana rantai lurus yang bercabang.

a. Tata Nama pada Alkana

Untuk alkana rantai bercabang, terdapat lima hukum pokok dari IUPAC yang telah disepakati, yaitu sebagai berikut.

1. Nama dasar alkana rantai bercabang ditentukan oleh rantai terpanjang atom karbon. Rantai terpanjang ini disebut rantai induk.

Contoh :

Rantai induk ialah rantai terpanjang. Pada pola tersebut rantai induk mengandung 9 gugus, bukan 8 gugus.

2. Setiap cabang pada rantai induk disebut gugus alkil. Nama gugus alkil didasarkan pada nama alkana semula, tetapi akhiran -ana diganti menjadi -il. Contoh: metana menjadi metil. Perhatikan Tabel 2. Pada contoh nomor 1, terdapat satu gugus etil sebagai cabang dari rantai induk.

Tabel 2. Nama Gugus-Gugus Alkil pada Rantai Induk Alkana

3. Gugus alkil yang terikat pada rantai induk diberi nomor dengan urutan terkecil. Penomoran gugus alkil ialah sebagai berikut.

Dengan demikian, gugus etil diposisikan pada atom karbon nomor 4 dari rantai induk, bukan nomor 6. Jadi, nama untuk senyawa alkana di atas ialah 4-etilnonana, bukan 6-etilnonana.

4. Jika terdapat lebih dari satu gugus alkil yang sama maka penulisan nama gugus ditambah kata depan di–(dua gugus), tri–(tiga gugus), atau tetra–(empat gugus) yang diikuti dengan nama gugus alkil. Lihat contoh struktur berikut.

Nama senyawanya ialah 4,5-dietilnonana bukan 4-etil-5-etilnonana

5. Jika terdapat dua atau lebih cabang alkil yang berbeda, penulisan nama setiap cabang diurutkan berdasarkan alfabetis, mirip pola berikut.

Nama senyawanya ialah 4-etil-5-metilnonana, bukan 5-metil-4- etilnonana.

Perhatikan beberapa hukum embel-embel berikut.

1. Nomor posisi dan nama gugus dipisahkan oleh garis, misalnya 2-metil, 3-etil, dan seterusnya.
2. Nama gugus dan nama rantai induk disatukan (tidak dipenggal). Contoh: metilheksana bukan metil heksana, etilpentana bukan etil pentana.
3. Jika terdapat lebih dari dua nomor berurutan maka penulisan nomor dipisah oleh koma. Contoh: 3,3-dimetil atau 1,2,3-trietil, dan seterusnya.

Sekilas Kimia

Gas Minyak Bumi yang dicairkan (LPG)

Propana (t.d = –42 °C) adalah alkana yang umum dipakai untuk memasak dan memanaskan atau lebih dikenal sebagai gas LPG. Keuntungan penggunaan propana di banding metana, yaitu propana mudah dicairkan di bawah tekanan sehingga gas sanggup di simpan dengan jumlah yang besar dalam ruang yang kecil. Cairan tidak akan membakar sampai propana berubah menjadi fasa gas sehingga relatif lebih mudah dan kondusif untuk disimpan dan dipindahkan. Pada suhu dingin, penggunaan propana lebih menguntungkan dibandingkan butana. Butana memiliki titik didih yang relatif tinggi (t.d -0,5 °C), berarti pada cuaca dingin, cairan butana tidak akan menguap sehingga tidak membakar. (Sumber: Heinemann Advanced Science: Chemistry, 2000)

Contoh Soal Penataan Nama Senyawa Hidrokarbon Alifatik (4) :

1. Tuliskan nama untuk senyawa berikut.

2. Gambarkan struktur molekul dari senyawa berikut:

a. 2,2-dimetil-5-isopropilnonana
b. 2,4-dimetil-5-propildekana

Pembahasan :

1. Tahap penentuan nama senyawa tersebut, yaitu:

a. tentukan rantai induk;
b. tentukan gugus alkil;
c. tentukan nomor terkecil untuk gugus alkil.

Pada struktur soal, rantai induknya sebanyak 8 gugus (oktana) dengan 2 buah gugus alkil, yaitu metil dengan nomor urut 2 dan etil dengan nomor urut 5. Jadi, nama senyawa itu ialah 5-etil-2-metiloktana.

2.

b. Isomer pada Alkana

Struktur alkana sanggup berupa rantai lurus atau rantai bercabang. Dalam senyawa alkana juga ada yang rumus molekulnya sama, tetapi rumus strukturnya beda.

Butana mempunyai rumus molekul C₄H₁₀. Selain itu, ada senyawa yang rumus molekulnya sama dengan butana, tetapi rumus strukturnya berbeda dan namanya juga berbeda. Perhatikan rumus struktur berikut.

Kedua senyawa tersebut sanggup disintesis dan mempunyai titik didih dan titik leleh berbeda. Senyawa n-butana titik didih dan titik lelehnya secara berturut-turut –0,5 °C dan –135 °C. Adapun senyawa isobutana atau 2-metilpropana titik didih dan titik lelehnya secara berturut-turut –10 °C dan –145 °C.

Semakin banyak jumlah atom karbon dalam senyawa alkana, kemungkinan rumus struktur juga makin banyak. Oleh lantaran itu, jumlah isomer struktur juga akan bertambah. Pentana (C₅H₁₂.) mempunyai 3 isomer struktur, heksana (C₆H₁₄.) memiliki 5 isomer struktur, dan dekana mempunyai 75 isomer struktur. Struktur berikut merupakan ketiga isomer dari pentana.

Oleh lantaran strukturnya berbeda maka sifat-sifat fisika senyawa yang berisomer juga berbeda, tetapi sifat kimianya mirip. Perhatikan titik didih dan titik leleh isomer butana dan isomer pentana.

Isobutana (alkana yang bercabang) mempunyai titik didih dan titik leleh lebih rendah dibandingkan n-butana(yang tidak bercabang). Hal ini disebabkan oleh struktur yang lebih rumit pada isobutana mengakibatkan gaya tarik antarmolekul lebih kecil dibandingkan struktur rantai lurus sehingga lebih gampang menguap.

Pada senyawa pentana, titik didih dan titik leleh berkurang menurut urutan: n-pentana > isopentana > neopentana. Hal ini akhir dari bentuk struktur, yaitu neopentana lebih rumit dibandingkan isopentana. Demikian juga isopentana lebih rumit dari n-pentana.

D. Hidrokarbon Alifatik Tidak Jenuh

Hidrokarbon tidak jenuh ialah hidrokarbon dengan satu atau lebih atom karbon mengikat atom hidrogen tidak maksimal atau mempunyai ikatan rangkap. Alkena mempunyai ikatan rangkap dua karbon-karbon (C=C) dan alkuna mempunyai ikatan rangkap tiga karbon-karbon (C ≡ C).

4.1. Struktur dan Sifat Alkena

Alkena paling sederhana ialah etena yang mempunyai rumus mampat CH₂ = CH₂ . Dalam alkena terdapat sekurang-kurangnya satu buah ikatan rangkap dua karbon-karbon, mirip pada Gambar 4.

Gambar 4. Model struktur molekul etena.

Tiga deret pertama dari alkena rantai lurus sanggup ditulis dalam bentuk struktur mampat sebagai berikut.

Sama halnya dengan alkana, senyawa-senyawa dalam golongan alkena membentuk deret homolog, dengan selisih antarsenyawa yang berurutan sebanyak –CH₂–.

Secara umum, sifat fisika deret homolog alkena mirip dengan sifat fisika alkana, yakni makin besar massa molekul makin tinggi titik didih dan titik lelehnya.

Tabel 3. Sembilan Deret Pertama Alkena Rantai Lurus

Rumus Molekul	Tata Nama
C2H4	Etena
C3H6	Propena
C4H8	Butena
C5H10	Pentena
C6H12	Heksena
C7H14	Heptena
C8H16	Oktena
C9H18	Nonena
C10H20	Dekena

Praktikum Kimia Menguji Hidrokarbon Tidak Jenuh (2) :

Tujuan :

Menguji senyawa hidrokarbon tidak jenuh pada margarin

Alat :

Tabung reaksi

Bahan :

1. Margarin
2. Air Brom

Langkah Kerja :

1. Masukkan sedikit air brom ke dalam tabung reaksi.
2. Tambahkan margarin atau mentega ke dalam air brom.
3. Amati perubahan yang terjadi.

Pertanyaan :

1. Apa yang sanggup Anda amati dari percobaan tersebut?
2. Mengapa air brom berkembang menjadi tidak berwarna?
3. Apa yang sanggup Anda simpulkan dari hasil pengamatan ini?

4.2. Isomer dan Tata Nama Alkena

Sebelumnya, Anda telah mempelajari isomer dan tata nama alkana. Pada pecahan ini, Anda akan mempelajari isomer dan tata nama pada alkena. Prinsipnya sama dengan alkana, namun ada beberapa perbedaan dalam hal jenis isomernya.

a. Tata Nama pada Alkena

Tata nama alkena didasarkan pada rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap dua karbon-karbon. Seperti pada alkana, rantai terpanjang ini merupakan rantai induk. Atom karbon rantai terpanjang diberi nomor mulai dari ujung rantai yang terdekat pada ikatan rangkap dua karbon-karbon sehingga posisi ikatan rangkap mempunyai nomor terkecil. Aturan pencabangan sama seperti yang diberlakukan pada alkana.

Jika dalam molekul alkena terdapat lebih dari satu ikatan rangkap dua maka namanya ditambah di- ...-ena, contohnya 1,3-butadiena dan 1,3,5- dekatriena.

Contoh Soal Penulisan Nama Alkena Menurut IUPAC (5) :

Apa nama senyawa alkena berikut berdasarkan hukum IUPAC?

dan

Pembahasan :

a. Penomoran rantai karbon ialah :

Rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap dua karbon-karbon memiliki lima atom karbon maka senyawa ini ialah 2-pentena. Posisi ikatan rangkap dua berada pada atom karbon nomor 2. Gugus metil juga terikat pada atom karbon nomor 2 sehingga nama lengkap senyawa ini ialah 2-metil-2-pentena.

b. Rantai induk yang mengandung ikatan rangkap dua karbon-karbon ialah dari kanan ke arah bawah, yaitu sebanyak sembilan gugus, dua ikatan rangkap, dan gugus cabang ialah butil. Jadi, nama senyawa ini ialah 3-butil-2,7-nonadiena.

b. Isomer pada Alkena

Perhatikan struktur molekul berikut.

Ketiga struktur tersebut mempunyai rumus molekul sama, yakni C₄H₈, tetapi strukturnya beda. Jadi, sanggup dikatakan bahwa ketiga senyawa itu berisomer struktur satu sama lain.

Bagaimana Anda menjelaskan perbedaan titik didih dari ketiga senyawa tersebut? Hubungkan dengan tingkat kerumitan molekul. Makin rumit struktur molekul, makin rendah titik didihnya. Ikatan rangkap dua karbon-karbon pada alkena tidak sanggup memutar (melintir) lantaran jikalau diputar akan tetapkan ikatan rangkap, tentunya memerlukan energi cukup besar. Oleh lantaran itu, alkena dikatakan mempunyai struktur yang rigid (tegar) mirip ditunjukkan pada Gambar 5.

Gambar 5. Pada alkena, tidak terjadi perputaran ikatan rangkap pada sumbu rotasinya.

Akibat dari ketegaran, ikatan rangkap menimbulkan isomer tertentu pada alkena. Pada pola berikut, ada dua isomer untuk 2-butena (CH₃CH=CHCH₃), yaitu cis-2-butena dan trans-2-butena.

Isomer pada cis-2-butena dan trans-2-butena dinamakan isomer geometri. Isomer geometri ialah isomer yang terjadi akhir perbedaan lokasi atom-atom atau gugus atom dalam ruang tiga dimensi, sedangkan rumus molekul dan gugus terikatnya sama. Perbedaan titik didih antara cis-2-butena (3,7 °C) dan trans-2-butena (0,9 °C) menawarkan bahwa kedua senyawa ini benar-benar ada dan berbeda, walaupun keduanya memiliki rumus molekul sama (C₄H₈) dan gugus terikatnya sama.

Pada alkena, selain isomer geometri dan isomer struktur, juga dikenal isomer posisi. Isomer posisi ialah isomer yang mempunyai perbedaan posisi ikatan rangkap karbon-karbon dalam molekul yang sama. Contoh: 1-
butena dan 2-butena.

Contoh Soal Meramalkan Isomer Geometri pada Alkena (6) :

Pada senyawa alkena berikut, apakah terdapat isomer geometri? Jika ada, gambarkan bentuk geometrinya dan berikan nama berdasarkan IUPAC.

a. CH₃CH₂CH=C(CH₃)₂

b. CH₃CH=CHCH₂CH₃

Kunci Jawaban :

a. Rumus strukturnya adalah

Oleh lantaran terdapat dua gugus metil terikat pada atom kabon rangkap dua yang sama maka isomer geometri tidak terjadi pada senyawa ini lantaran jika kedua gugus metil itu dipertukarkan lokasinya, tidak mengubah keadaan geometrinya.

b. Isomer geometri pada senyawa ini memungkinkan sanggup mempunyai geometri berbeda.

Contoh Soal Ebtanas 1995-1996 :

Nama yang benar untuk senyawa dengan rumus struktur :

A. 2-etil-2-pentena
B. 3-metil-3-heksena
C. 3-metil-3-heptena
D. 2-etil-3-pentena
E. 4-etil-3-pentena

Pembahasan :

Tahapan menentukannya :

1. Posisi ikatan rangkap pada rantai induk alkena dengan rantai terpanjang (6C) sehingga namanya: heksena
2. osisi ikatan rangkap diberi nama dengan nomor urut terendah. Jika posisi ikatan rangkapnya di tengah. Posisi cabang menjadi prioritas urutan dengan nomor terendah, jadi 3-heksena
3. Kemudian, beri nama untuk gugus alkilnya, yaitu: 3-metil-3- heksena

Jadi, jawabannya (B).

4.3. Struktur dan Tata Nama Alkuna

Alkuna ialah hidrokarbon tidak jenuh yang mengandung ikatan rangkap tiga karbon-karbon. Alkuna paling sederhana ialah asetilen atau etuna (C₂H₂), dengan rumus struktur sebagai berikut.

H–C ≡ C–H

Bentuk tiga dimensi dari etuna ditunjukkan pada Gambar 6. Terlihat bahwa bentuk molekulnya ialah linear.

Gambar 6. Struktur molekul etuna (asetilen).

Etuna sanggup dibentuk dengan cara mereaksikan CaC₂ dan air yang digunakan sebagai sumber energi las besi, reaksi yang terjadi sanggup dilihat pada Gambar 7.

Empat deret pertama dari alkuna sanggup ditulis dalam bentuk struktur molekul yang dimampatkan. Perhatikan bentuk struktur molekul berikut.

Gambar 7. Reaksi CaC2(karbida) dan air menghasilkan etuna sebagai sumber energi las besi (las karbida).

Aturan tata nama alkuna berdasarkan hukum IUPAC sama mirip pada alkana atau alkena. Rantai induk ditentukan oleh rantai terpanjang yang mengandung ikatan rangkap tiga karbon-karbon dan akhiran untuk nama induk ialah -una sebagai pengganti -ana pada alkana.

Isomer yang terjadi pada alkuna ialah isomer posisi ikatan rangkap dan isomer struktur untuk gugus alkil, sedangkan isomer geometri pada alkuna tidak terjadi.

Contoh Soal Penamaan Alkuna Menurut IUPAC (7) :

Tuliskan nama IUPAC dari senyawa berikut.

Kunci Jawaban :

Rantai induk senyawa tersebut ialah dekuna (10 gugus). Ikatan rangkap tiga karbon-karbon terdapat pada atom karbon nomor 2, gugus metil terikat pada atom karbon nomor 4 dan 8, dan gugus etil terikat pada nomor 5. Jadi, namanya ialah 5-etil-4,8-dimetil-2-dekuna.

Contoh Soal Ebtanas 1999-2000 :

Simak kelompok senyawa hidrokarbon berikut:

1. C₂H₂; C₃H₄; C₄H₆

2. C₂H₄; C₃H₆; C₃H₈

3. C₂H₄; C₃H₆; C₄H₈

4. C₂H₆; C₃H₈; C₄H₁₀

5. C₂H₆; C₃H₈; C₄H₆

Rumus hidrokarbon yang merupakan pasangan kelompok senyawa tidak jenuh ialah …

A. 1 dan 2
B. 1 dan 3
C. 2 dan 3
D. 2 dan 4
E. 4 dan 5

Pembahasan :

Rumus alkana : C_nH_n+2
Rumus alkena : C_nH_2n
Rumus alkuna : C_nH_n–2

Alkena dan alkuna ialah hidrokarbon tidak jenuh. Hidrokarbon yang tidak jenuh terdapat semuanya pada kelompok 1 dan 3 (B).

Rangkuman :

1. Senyawa hidrokarbon ialah senyawa yang disusun oleh unsur karbon dan hidrogen. Senyawa hidrokarbon terbagi menjadi dua pecahan besar, yaitu hidrokarbon alifatik (rantai terbuka) dan hidrokarbon siklik (rantai tertutup).
2. Pada hidrokarbbon alifatik, senyawa hidrokarbon dapat terdiri atas ikatan jenuh (tunggal) maupun ikatan tidak jenuh (rangkap).
3. Sifat khas atom karbon ialah sanggup membentuk ikatan kovalen dengan semua atom karbon maupun atom unsur lain sanggup membentuk ikatan kovalen yang panjang mirip rantai.
4. Alkana ialah hidrokarbon jenuh, disebut juga parafin. Rumus umum alkana adalah C_nH_2n+2.
5. Titik didih alkana makin meningkat sesuai dengan peningkatan jumlah atom karbonnya.
6. Tata nama senyawa hidrokarbon mengikuti aturan IUPAC.
7. Alkana sanggup mengalami isomer struktur, yaitu senyawa dengan rumus molekul sama tetapi rumus strukturnya berbeda.
8. Alkena merupakan pola dari hidrokarbon tidak jenuh berikatan rangkap dua. Alkena mempunyai rumus umum C_nH_2n. Pada alkena, terjadi insiden isomer struktur, posisi, dan geometri.
9. Senyawa hidrokarbon jenuh yang berikatan rangkap tiga ialah alkuna. Alkuna mempunyai rumus umum C_nH_2n-2. Pada alkuna, terjadi isomer posisi dan struktur.

Anda kini sudah mengetahui Hidrokarbon. Terima kasih anda sudah berkunjung ke Perpustakaan Cyber.

---

Referensi :

Sunarya, Y. dan A. Setiabudi. 2009. Praktis dan Aktif Belajar Kimia 1 : Untuk Kelas X Sekolah Menengah Atas / Madrasah Aliyah. Pusat Perbukuan, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, p. 226.