HIDROKARBON

 

SENYAWA HIDROKARBON

Kompetensi Dasar

3.1 Menganalisis struktur dan sifat senyawa hidrokarbon berdasarkan kekhasan atom karbon dan golongan senyawanya

4.1 Membuat model visual berbagai struktur molekul hidrokarbon yang memiliki rumus molekul yang sama

Indikator Pencapaian Kompetensi Dasar

1.  Mendefinisikan  pengertian senyawa hidrokarbon

2.  Menjelaskan kekhasan atom karbon

3.  Menentukan jenis  atom C berdasarkan jumlah atom C yang terikat  dari rantai atom karbon

4.  Memberi nama senyawa dan menentukan isomer senyawa hidrokarbon (alkana, alkena, alkuna)

5.  Menganalisis rumus struktur dan  sifat senyawa hidrokarbon 

                       

Materi Pembelajaran

Senyawa karbon adalah senyawa yang molekulnya mengandung atom-atom karbon dan atom-atom unsur lain seperti hidrogen, oksigen, nitrogen, belerang dan halogen.Suatu fakta jika suatu zat dipanaskan atau dibakar akan menghasilkan arang, maka zat tersebut mengandung karbon

Senyawa yang berasal dari makhluk hidup disebut senyawa organik. Sedangkan senyawa yang bukan dari makhluk hidup disebut senyawa anorganik. Senyawa hidrokarbon merupakan bagian senyawa organik. Kimia organik adalah cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa karbon, sehingga kimia organik sering disebut kimia karbon.

Perbedaan senyawa karbon organik dan senyawa karbon anorganik

Senyawa karbon organik	Senyawa karbon anorganik
Berasal dari makhluk hidup dan disintesis di laboratorium	Berasal dari batu-batuan
Semuanya berikatan kovalen	Ada yang berikatan ion , ada yang berikatan kovalen
Dapat membentuk rantai karbon yang panjang	Tidak dapat membentuk rantai karbon yang panjang
Mempunyai isomer	Tidak mempunyai isomer
Reaksinya relatif lambat	Reaksinya relatif cepat
Umumnya tidak tahan panas	Umumnya tahan panas
Bila dibakar akan menghasilkan H2O dan CO2	Hasil pembakarannya bermacam-macam
Umumnya tidak larut dalam air	Umumnya  larut dalam air

Kekhasan atom Karbon

Atom C yang berkonfigurasi elektron: 2 4 memiliki elektron valensi 4. Keempat elektron valensi tersebut dapat membentuk empat ikatan kovalen melalui penggunaan bersama pasangan elektron dengan atom-atom lain. Atom karbon dapat berikatan kovalen tunggal dengan empat atom hidrogen membentuk molekul metana (CH₄). Rumus Lewisnya:

Kecenderungan atom karbon dapat 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.

Atom C Primer, Sekunder, Tersier, dan Kuartener

Berdasarkan kemampuan atom karbon yang dapat 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.

Berdasarkan letaknya dalam senyawa atom karbon di bedakan atas 

1.  Atom karbon primer adalah atom-atom karbon yang mengikat satu atom karbon lain.

2.  Atom karbon sekunder adalah atom-atom karbon yang mengikat dua atom karbon lain.

3.  Atom karbon tersier adalah atom-atom karbon yang mengikat tiga atom karbon lain.

4.  Atom karbon kuarterner adalah atom-atom karbon yang mengikat dua atom karbon lain.

 

Penggolongan Hidrokarbon

Berdasarkan Bentuk Rantai Karbon

a.     Rantai  karbon  alifatis, yaitu  rantai  karbon  terbuka. Rantai karbon alifatis ini 

      bisa  lurus dan bisa juga bercabang. Contoh 

b.  Rantai  karbon s iklis, yaitu rantai karbon tertutup. Dibedakan atas  karbosiklik

     dan heterosiklik.

1)     Karbosiklik  adalah  senyawa  karbon  siklik yang rantai  lingkarnya  hanya  

terdiri dari atom C saja. Yang termasuk karbosiklik adalah senyawa aromatis dan alisiklik.

a)     Senyawa aromatis adalah senyawa karbosiklik yang terdiri atas 6 atom  

karbon atau lebih yang memiliki ikatan rangkap 2 terkonjugasi. Contoh

b)     Senyawa alisiklik  adalah  senyawa karbosiklik yang hanya mempunyai

ikatan tunggal. Contoh:

2)     Heterosiklik  adalah senyawa karbosiklik yang  di dalam  rantai  lingkarnya

 terdapat atom lain selain atom karbon. Contoh

Berdasarkan Jenis Ikatan

a.     Ikatan   jenuh,  jika  semua   ikatan   karbonnya  merupakan   ikatan   tunggal

     (– C – C –). Contoh:

a.     Ikatan tak jenuh, jika mengandung ikatan rangkap 2(– C = C –) maupun rangkap 3 

    (– C ≡ C –) pada ikatan karbon-karbon. Dikatakan tak jenuh karena ikatan rangkap, baik rangkap 2 maupun rangkap 3 ini masih dapat mengalami pemutusan ikatan. Contoh

Lat

   Latihan

  Dari struktur senyawa karbon berikut :

a.      Tentukan atom C nomor berapa saja yang termasuk atom C primer, sekunder,  tersier  dan kuarterner!

b.      Berapa jumlah masing-masing atom C primer, sekunder, tersier dan kuarterner?

SENYAWA  HIDROKARBON DAN TURUNANNYA

1.    ALKANA

      Golongan Alkana disebut juga paraffin, karena sulit bereaksi dan senyawa hidrokarbon alifatik jenuh, yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan karbonnya merupakan ikatan tunggal.

    Rumus Umum Alkana    

Gugus Alkil

Gugus alkil adalah alkana yang telah kehilangan satu atom H. Gugus alkil ini dapat dituliskan dengan menggunakan rumus:  C_nH_{2n + 1}

Dengan menggantikan satu atom H, maka namanya juga akan berubah dari metana menjadi metil.

Tatanama alkana

1.    Jika rantai C tidak bercabang, nma alkannya sesuai dengan jumlah atom yang  dimiliki  dengan  diberi   awalan  n  (normal). Nama rantai utama berakhiran – ana

2.      Atom  C  yang  tidak   termasuk   rantai   utama   disebut    cabang  (gugus  alkil)

     ·      Untuk cabang yang sama diberi awalan 2 = di, 3 = tri, 4 = tetra, 5 = penta,

     6     = heksa dan seterusnya.

·  Untuk cabang yang tidak sama,  penulisan nama setiap cabang diurutkan berdasarkan abjad.

3.      Jika rantai C bercabang

a.  Tentukan rantai induk (rantai terpanjang) dan inilah nama alkananya

b.  Atom C yang tidak termasuk ke dalam rantai terpanjang merupakan cabang (gugus alkil).

c.  Penomoran rantai C terpanjang dimulai dari ujung yang terdekat dengan cabang.

4.      Bila terdapat dua atau lebih rantai terpanjang, maka harus dipilih yang mempunyai cabang terbanyak.

5.      Jika satu atom C dirantai terpanjang mengikat dua gugus alkil maka penulisan nomor alkil harus diulang

Penulisan nama untuk senyawa alkana bercabang dimulai dengan penulisan

Contoh:

Isomer Alkana

Isomer = dua senyawa atau lebih yang mempunyai rumus molekul sama tetapi rumus struktur atau konfigurasinya berbeda.

Isomer rangka adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi kerangkanya berbeda

Contoh:

C₅H₁₂ mempunyai isomer:

Sifat-sifat Alkana :

1)     Titik leleh dan titik didih alkana naik dengan pertambahan nilai masa molekul relatifnya (Mr)

2)     Kerapatan / massa jenis alkana naik dengan pertambahan nilai masa molekul relatifnya (Mr)

3)     Viskositas / kekentalan alkana naik dengan pertambahan nilai masa molekul relatifnya (Mr)

4)     Alkana larut dalam pelarut non polar seperti CCl₄ dan sukar larut dalam pelarut polar seperti air.

5)     Bila alkana dibakar dihasilkan gas karbondioksida dan uap air serta energi panas, menurut reaksi :

CH₄(g) + 2 O₂(g) → CO₂(g) + 2 H₂O(g) + E

6)     Alkana dapat bereaksi substitusi dengan halogen.

Reaksi substitusi adalah reaksi penggantian atom/gugus atom dengan atom/gugus atom yang lain.

CH₄(g) + Cl₂(g)  → CH₃Cl(g) + HCl(g)

7)     Senyawa alkana rantai panjang dapat mengalami reaksi eliminasi.

Reaksi eliminasi adalah reaksi penghilangan atom/gugus atom untuk memperoleh senyawa karbon lebih sederhana.

Contoh:  pada reaksi eliminasi termal minyak bumi dan gas alam.

Latihan

1.             1. Berilah nama IUPAC senyawa-senyawa berikut.

        a. CH₃CH₂CH(C₂H₅)CH₂CH₂CH(C₂H₅)CH₃

       b.

2. Tuliskan rumus struktur senyawa berikut!

a.      2,2,3,4-tetrametilheptana

b.      3-etil, 4-isopropil, 2,5-dimetiloktana

3.        3. Tuliskan semua isomer C₆H₁₄!

2.    ALKENA

Alkena adalah hidrokarbon alifatik tak jenuh yang memiliki satu ikatan rangkap

(‒C=C‒).  Senyawa yang mempunyai dua ikatan rangkap disebut alkadiena,           yang    mempunyai tiga ikatan rangkap disebut alkatriena, dan seterusnya.

Rumus umum alkena

           Tatanama Alkena

1)  Alkena Rantai Lurus

      Atom karbon yang berikatan rangkap (‒C=C‒) diberi nomor yang menunjukkan ikatan rangkap tersebut. Penomoran dimulai dari ujung rantai yang paling dekat dengan ikatan rangkap.

Contoh :

             5          4          3         2         1      

            CH₃ – CH₂ – CH = CH – CH₃                  2 – pentena

2)  Alkena Rantai Bercabang

Penamaan alkena rantai bercabang hampir sama dengan penamaan alkana. Hal yang membedakan hanya pada penomoran posisi untuk ikatan rangkap pada alkena. Aturan yang digunakan tetap sama, yakni:

a.   Menentukan rantai utama, yaitu rantai terpanjang dan memiliki ikatan rangkap

b.  Penomoran rantai utama diawali dari yang paling dekat dengan ikatan   

    rangkap, bukan dari cabang terdekat

c.   Urutan penulisan nama senyawa alkena:

Contoh:

Isomer Alkena

1)  Isomer rangka

2)  Isomer Posisi

Isomer posisi adalah senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul sama tetapi posisi gugus fungsinya berbeda.

    

 

 

3)  Isomer geometri adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi struktur ruangnya berbeda.

Contoh:

2–butena mempunyai dua isomer geometri, yaitu cis–2–butena dan trans–2–

butena.

Sifat-sifat Alkena

1)  Titik didih alkena mirip dengan alkana, makin bertambah jumlah atom C, harga Mr makin besar maka titik didihnya makin tinggi.

2)  Alkena mudah larut dalam pelarut organik tetapi sukar larut dalam air.

 

3)  Alkena dapat bereaksi adisi dengan H₂ dan halogen (X₂ = F₂, Cl₂, Br₂, I₂).

a.   Adisi alkena dengan H₂.

        Contoh:                      CH₂=CH₂ + H₂  →  CH₃ – CH₃

                                           etena                        etana

b.   Adisi alkena dengan halogen.

Reaksi umum:          – CH=CH – + X₂  →  – CHX – CHX –

Contoh:                      CH₂ = CH₂ + Cl₂ → CH₂Cl-CH₂Cl

                                           etena                       1,2-dikloro etana

Latihan

1.     Berilah nama senyawa berikut sesuai aturan IUPAC

       a. CH₃=C(C₂H₅)CH₂CH₂CH(C₄H₉)CH₃

b.

 

 

 

2.  Tuliskan rumus struktur senyawa berikut!

a.  3,4,4-trimetil-2-heptena

b.  4,4-dietil-2,5-dimetil-2-heksena

3.    Lengkapi persamaan reaksi berikut!

a.  CH₂ = CH-CH₂-CH₃ + Cl₂ →

b.  CH₂ = CH-CH₂-CH₃ + HCl →

4.      Tuliskan semua isomer yang mungkin dari senyawa dengan rumus molekul C₇H_14.

C.    ALKUNA

Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon alifatik tak jenuh dengan ikatan rangkap  tiga (‒C≡C‒).

Rumus umum alkuna

 

Tana Nama Alkuna

1)     Alkuna Rantai Lurus

Atom karbon yang berikatan rangkap (‒C≡C‒) diberi nomor yang menunjukkan ikatan rangkap tiga tersebut. Penomoran dimulai dari ujung rantai yang paling dekat dengan ikatan rangkap.

Contoh :

 5          4          3      2     1

CH₃ – CH₂ – C ≡ C – CH₃                      2-pentuna

2)     Alkuna Rantai Bercabang

Penamaan alkuna rantai bercabang hampir sama dengan penamaan alkana. Hal yang membedakan adalah penomoran posisi untuk ikatan rangkap pada alkuna. Aturan yang digunakan tetap sama, yakni:

a. Menentukan rantai utama, yaitu rantai terpanjang dan memiliki ikatan rangkap tiga

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

c. Urutan penulisan nama senyawa alkuna:

Contoh:

Isomer Alkuna

1)  Isomer rangka

2)  Isomer Posisi

 

 

 

 

3)  Isomer Gugus Fungsi

Isomer gugus fungsi adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi gugus fungsinya berbeda.

Contoh:

Sifat-sifat Alkuna

1)     Titik didih alkuna mirip dengan alkana dan alkena. Semakin bertambah jumlah atom C harga Mr makin besar maka titik didihnya makin tinggi.

2)     Alkuna dapat bereaksi adisi dengan H₂, halogen (X₂= F₂, Cl₂, Br2, I₂) dan asam halida (HX = HF, HCl, HBr, HI).

       Contoh:

Latihan

1.     Beri nama senyawa berikut sesuai aturan IUPAC!

a.   CH₃CH(CH₃)CCCH₂CH₃

b. 

 

 

2.     Tuliskan rumus struktur senyawa berikut!

           a.       3,4-dimetil-1-heksuna

          b.        5-etil-2,2-dimetil-3-heptuna

2.        3.  Tuliskan semua isomer C₆H₁₀!

3.         4.     Lengkapi persamaan reaksi berikut!

a.      CH ≡ C-CH₂-CH₃ + 2 H₂ →

b.      CH≡CH + Na →

c.      CH≡CH +CH₃CH₂Cl →

 

DAFTAR PUSTAKA

Sudarmo, Unggul. 2014, Kimia untuk SMA /MA kelas XI, Surakarta, Erlangga

Drs. Mendera,H. I Gede M.T.2020, Modul Pembelajaran SMA Kimia Kelas XI,Kemendikbud

Johari, J.M.C. dan Rachmawati, M, 2010. Chemistry 2A for Senior High School Grade XI Semester 1 , Esis, Jakarta

Utami Budi, Nugroho Agung, dkk.2009, Kimia untuk SMA dan MA Kelas XI, Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta

https://www.studiobelajar.com/senyawa-hidrokarbon/ (diakses 5 Juni 2021)

https://idschool.net/sma/senyawa-hidrokarbon-alkana-alkena-alkuna/ ( diakses 5 juni 2021)

https://sites.google.com/site/dewitatrianiputri/materi-pembelajaran/kelas-xi/bab-9-hidrokarbon/d-struktur-alkana-alkena-dan-alkuna(diakses 5 juni 2021)

https://www.nafiun.com/2013/04/isomer-alkana-alkena-alkuna-rumus-contoh-gambar-senyawa-kimia-soal-kunci-jawaban.html(diakses 5 juni 2021)