Hidrokarbon

Kekhasan Atom Karbon
Atom karbon memiliki nomor atom 6 dengan konfigurasi elektron 6C : 1s² 2s² 2p². Oleh karena memiliki 4 elektron pada kulit terluar, atom karbon dapat membentuk empat buah ikatan kovalen dengan atom-atom yang lain.

Atom karbon juga dapat berikatan dengan atom karbon yang lain membentuk rantai karbon. Ikatan atom karbon dengan atom karbon yang lain tersebut dapat membentuk rantai panjang lurus, bercabang, maupun melingkar membentuk senyawa siklis.

Jenis Ikatan Rantai Karbon

1. Ikatan tunggal : H₃C – CH₃
2. Ikatan rangkap dua : H₂C = CH₂
3. Ikatan rangkap tiga : HC ≡ CH

Posisi Atom Karbon

1. Atom C primer (1^o) : atom C yang terikat pada satu atom C yang lain
2. Atom C sekunder (2^o) : atom C yang terikat pada dua atom C yang lain
3. Atom C tersier (3^o) : atom C yang terikat pada tiga atom C yang lain
4. Atom C kuartener (4^o) : atom C yang terikat pada empat atom C yang lain

Senyawa Hidrokarbon
1. Alkana

Merupakan rantai karbon yang paling sederhana karena memiliki ikatan tunggal.

Rumus umum C_nH_2n+2

Tata nama alkana

1. Alkana rantai lurus : diberi nama sesuai dengan jumlah artom karbonnya yang terkadang ditambahkan normal (n) di depan nama alkana.

Contoh:

CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₃                    n-butana atau butana

CH₃ – CH₂ – CH₃                               n-propana atau propana

1. Alkana siklis ( rantai tertutup) : diberi nama menurut banyakya atom karbon dalam cincin, dengan menambahkan awalan siklo-.

Contoh:

Siklobutana

2. Alkana bercabang ( memiliki rantai samping)

Terdapat beberapa aturan dalam penamaan rantai bercabang, yaitu :

1) Rantai terpanjang merupakan rantai utama.

2) Rantai utama diberi nomor mulai dari ujung rantai yang memiliki cabang.

3) Urutan penulisan nama : nomor cabang, naman cabang, nama rantai utama.
Nama senyawa di atas adalah 3-metil-pentana
4) Jika terdapat gugus metal pada atom C nomor 2, nama alkana diberi awalan iso.

5) Jika alkana memiliki cabang lebih dari satu, nama cabang digabung menjadi satu dan diberi awalan di- (jika jumlah cabang dua), tri- (jika jumlah cabang 3), tetra- (jika jumlah cabang 4).

6) Jika alkana memiliki cabang yang berbeda, penulisan nama berdasarkan urutan abjad.

NB: jenis cabang alkana yang sering dijumpai adalah gugus alkil yang mana senyawa alkana yang kehilangan 1 atom H. Penamaan sama dengan alkana, tetapi akhiran –ana diganti menjadi –il dengan rumus umum C_nH_2n+1.
Isomer alkana
Isomer adalah suatu senyawa yang memiliki rumus molekul sama, namun rumus strukturnya berbeda.
Contoh : isomer dari heksana, C₆H₁₄.

Sifat-sifat alkana
1. Sifat fisis

a. Merupakan senyawa nonpolar

b. Bentuk alkana pada suhu kamar berbeda-beda.

c. Semakin banyak jumlah atom C, semakin tinggi titik didihnya. Hal ini disebabkan diperlukan energi yang banyak untuk memutuskan ikatan atom C dengan atom C yang lain pada rantai utama.

d. Rantai cabang pada senyawa alkana menurunkan titik didihnya karena ikatan gugus alkil dengan rantai utama tidak terlalu kuat sehingga tidak memerlukan energi yang banyak untuk melepaskan gugus alkilnya.

e. Lebih ringan dari air

2. Sifat kimia

a. Tidak reaktif, cukup stabil apabila dibandingkan dengan senyawa organik lainnya.

b. Dapat bereaksi dengan halogen yang mana salah satu atom H diganti oleh halogen. Reaksi ini disebut reaksi halogenasi dan menghasilkan alkil halida.

Contoh : CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

c. Dapat dibakar sempurna menghasilkan CO₂ dan H₂O.

Contoh : CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O

2. Alkena

Merupakan senyawa hidrokarbon tidak jenuh dengan ikatan rangkap dua ( – C = C – ).

Rumus umum : C_nH_2n.

Tata nama alkena

1. Alkena rantai lurus : atom C yang berikatan rangkap diberi nomor yang menunjukkan ikatan tersebut dan penomoraqn dimulai dari rantai yang paling dekat dengan ikatan rangkap.

Contoh :

2. Nama senyawa diatas adalah 2-pentena

a. Alkena dengan rantai bercabang

b. Rantai utama yaitu rantai terpanjang dan mengandung ikatan rangkap.

c. Penomoran rantai diawali dari yang paling dekat dengan ikatan rangkap, bukan cabang yang terdekat.

d. Urutan penulisan nama: nomor cabang, naman cabang, nomor ikatan rangkap, nama alkena.

Contoh:

3. Alkena dengan lebih dari satu ikatan rangkap : namanya diberi tambahan diena ( jika jumlah ikatan rangkap ada 2), atau triena ( jika jumlah ikatan rankap ada 3).

Contoh :

Isomer alkena
Ada dua jenis isomer alkena, yaitu:

1. Isomer posisi : senyawa-senyawa dengan rumus molekul sama, namun memiliki penataan atom yang berbeda. Alkena memiliki dua jenis perubahan penataan atom, yaitu:

a. Perubahan posisi yang dialami oleh ikatan rangkap

Contoh : Butena

b. Perubahan posisi yang dialami oleh rantai cabang

Contoh : 2-metil-1-butena

2. Isomer geometri : atom C yang berikatan rangkap harus mengikat dua gugus atom yang berlainan.

Contoh :

Isomer geometri dari 2-pentena → H₃C – CH = CH – CH₂ – CH₃

Isomer geometri dari 2-kloro-2-butena→

NB : 1. Halida lebih diprioritaskan daripada alkil.

  2.Atom C yang lebih banyak, lebih diprioritaskan.

Sifat alkena

1. Sifat fisika : sedikit larut dalam air. Hal ini disebabkan karena adanya ikatan rangkap yang membentuk ikatan p. Ikatan p tersebut akan ditarik oleh hydrogen dari air yang bermuatan positif.
2. Sifat kimia

a. Oksidasi ( pembakaran) : menghasilkan CO₂ dan H₂O.

Contoh : 2C₃H₆ + 9O₂ → 6CO₂ + 6H₂O

b. Adisi H₂ : reaksi pemutusan ikatan rangkap yang mana ikatan rangkap berubah menjadi ikatan tunggal.

Contoh : CH₂ = CH – CH₃ + H₂ → CH₃ – CH₂ – CH₃

c. Adisi Halogen ( F₂, Br₂, I₂) : memutuskan ikatan rangkap pada alkena menjadi alkana dengan mengikuti aturan Markovnikof ( atom H dari asam halide akan terikat pada atom C yang memiliki atom H paling banyak). Jika atom C yang berikatan rangkap memiliki jumlah atom H sama banyak, maka halide akan terikat pada atom C yang paling panjang.

Contoh :

3. Alkuna

Merupakan hidrokarbon tidak jenuh yang memiliki ikatan rangkap tiga ( – C ≡ C – ).

Rumus umum : C_nH_2n-2

Tata nama alkuna

1. Menentukan rantai utama

2. Penomoran alkuna dimulai dari salah satu ujung rantai induk, sehingga atom C yang berikatan rangkap tiga mendapat nomor terkecil.

3. Penamaan : nomor cabang, nama cabang, nomor atom C yang berikatan rangkap 3, nama rantai induk.

Contoh :

HC ≡ C – CH₃ →1-propuna

Isomer Alkuna
Alkuna hanya memiliki isomer posisi. Akibat pengaruh ikatan rangkap, isomer posisi alkuna mengalami dua jenis penggeseran penataan atom, yaitu :

1. Perubahan posisi dialami oleh ikatan rangkap

2. Perubahan posisi dialami oleh rantai cabang

Sifat alkuna

1. Sifat fisika : sedikit larut dalam air.
2. Sifat kimia

a. Oksidasi : jika dibakar sempurna akan menghasilkan CO₂ dan H₂O

Contoh : C₃H₄ + 4O₂ → 3CO₂ + H₂O

b. Adisi H₂ : mengalami dua kali adisi oleh H₂ untuk menghasilkan alkana.

Contoh :

c. Adisi halogen

Contoh :

d. Adisi asam halida : mengikuti aturan Markovnikov sebagaimana pada alkena

Contoh :

QUICK WAY
Untuk mempermudah membedakan alkana, alkena, dan alkuna dapat mengingat huruf sesudah “k”.
ALKANA : berarti tambah 2 dengan rumus C_nH_2n+2
ALKENA : berarti tetap ( tidak mengalami penambahan atau pengurangan ) dengan rumus C_nH_2n
ALKUNA : berarti kurang 2 dengan rumus C_nH_2n-2
Untuk Menguji Pemahaman jawablah Soal Hidrokarbon