Senyawa organik pada umumnya mengandung unsur karbon, maka senyawa organik sering disebut juga senyawa karbon. Senyawa karbon dipelajari secara khusus dalam cabang ilmu kimia yaitu kimia karbon. Senyawa karbon jumlahnya sangat banyak, misalnya hidrokarbon. Pada bab ini akan dibahas kekhasan atom karbon, senyawa hidrokarbon jenuh (alkana), senyawa hidrokarbon tak jenuh (alkena dan alkuna), reaksi-reaksi senyawa karbon, dan isomer.
A. Kekhasan Atom Karbon
Cabang ilmu kimia yang mempelajari senyawa karbon disebut kimia organik. Kata organik berarti zat hidup. Karena pada awalnya para ahli berpendapat bahwa senyawa organik adalah senyawa yang dihasilkan oleh makhluk hidup. Akan tetapi pendapat ini berubah setelah Freiderich Wohler (1828) berhasil mensintesis urea tanpa menggunakan ginjal manusia yakni dari amonium sianat.
Jumlah senyawa karbon di alam sangat banyak. Hal ini karena atom karbon mempunyai kekhasan dibandingkan atom-atom yang lain. Karbon (C) mempunyai konfigurasi elektron = 2, 4 yang berarti mempunyai 4 elektron valensi. Dengan 4 elektron valensi yang dimiliki, atom C dapat membentuk 4 ikatan kovalen dengan sesama atom C atau atom lain. Ikatan atom C dapat berupa ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, atau rangkap tiga. Dengan sesama atom C dapat membentuk rantai karbon, baik rantai terbuka maupun tertutup.
B. Alkana, Alkena, dan Alkuna
Senyawa hidrokarbon adalah senyawa yang mengandung unsur hidrogen dan karbon. Atom-atom karbon selain dapat membentuk rantai karbon, juga dapat membentuk ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga. Sehingga senyawa hidrokarbon dapat dibagi menjadi 2 yaitu senyawa hidrokarbon jenuh dan senyawa hidrokarbon tak jenuh.
Senyawa hidrokarbon jenuh adalah senyawa hidrokarbon yang ikatan rantai karbonnya jenuh (tunggal). Contoh senyawa-senyawa alkana. Sedangkan senyawa hidrokarbon tak jenuh adalah senyawa hidrokarbon yang mengandung ikatan kovalen rangkap 2 atau 3 pada rantai karbonnya.
Contoh: alkena dan alkuna.
1. Alkana
Alkana merupakan senyawa hidrokarbon yang ikatan rantai karbonnya tunggal. Rumus umum alkana adalah CnH2n + 2.
Dari metana ke etana mempunyai perbedaan –CH2-, begitu pula seterusnya. Deret senyawa karbon dengan gugus fungsi sama dengan selisih sama yaitu –CH2- disebut deret homolog.
a. Tata nama alkana menurut IUPAC
1) Alkana rantai lurus diberi nama dengan awalan n (n = normal).
Contoh:
CH3-CH2-CH2-CH n-butana
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 n-pentana
2) Alkana rantai bercabang
a) Rantai induk diambil rantai karbon terpanjang.
b) Cabang merupakan gugus alkil. Rumus umum alkil CnH2n+1. Nama alkil sama dengan nama alkana dengan jumlah atom C sama, hanya akhiran –ana diganti –il.
Jika hanya ada satu cabang maka rantai cabang diberi nomor sekecil mungkin.
Jika alkil cabang lebih dari satu dan sejenis menggunakan awalan Yunani (di = 2, tri = 3, tetra = 4, dan seterusnya) dan jika berbeda jenis diurutkan sesuai alfabetis.
Contoh:
b. Sifat-sifat senyawa alkana
1) Pada suhu kamar C1–C4 berwujud gas, C5-C17 berwujud cair, dan di atas 17 berwujud padat.
2) semakin bertambah jumlah ato C maka Mr ikut bertambah akibatnya titik didih dan titik leleh semakin tinggi. alkana rantai lurus mempunyai titik didih lebih tinggi dibandingkan alkana rantai bercabang dengan jumlah atom C sama. semakin banyak cabang, titik didih semakin rencah.
3) Alkana mudah larut dalam pelarut organik tetapi sukar larut dalam air.
4) Pembakaran/oksidasi alkana bersifat eksotermik (menghasilkan kalor). Pembakaran alkana berlangsung sempurna dan tidak sempurna. Pembakaran sempurna menghasilkan gas CO2 sedang
pembakaran tidak sempurna menghasilkan gas CO.
Reaksi pembakaran sempurna:
5) 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)
6) 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.
2. Alkena
Alkena merupakan senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap dua pada rantai karbonnya. Rumus umum alkena adalah CnH2n.
a. Tata nama alkena menurut IUPAC
1) Rantai induk diambil rantai karbon terpanjang yang mengandung ikatan rangkap dua. Ikatan rangkap dua diberi nomor sekecil mungkin.
2) Rantai cabang diberi nomor menyesuaikan nomor ikatan rangkap dua.
Contoh:
b. 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)
3. Alkuna
Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon yang mempunyai ikatan rangkap tiga pada rantai karbonnya. Rumus umum alkuna adalah CnH2n – 2.
a. Tata nama alkuna menurut IUPAC
1) Rantai induk diambil rantai karbon terpanjang yang mengandung ikatan rangkap tiga. Ikatan rangkap tiga diberi nomor sekecil mungkin.
2) Rantai cabang diberi nomor menyesuaikan nomor ikatan rangkap tiga.
b. 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
D. Isomer
Isomer adalah dua senyawa atau lebih yang mempunyai rumus kimia sama tetapi mempunyai struktur yang berbeda. Secara garis besar isomer dibagi menjadi dua, yaitu isomer, struktur, dan isomer geometri.
1. Isomer struktur
Isomer struktur dapat dikelompokkan menjadi: isomer rangka, isomer posisi, dan isomer gugus fungsi.
a. Isomer rangka adalah senyawa-senyawa yang mem-punyai rumus molekul sama tetapi kerangkanya berbeda. Contoh pada alkana, alkena, dan alkuna.
b. Isomer posisi adalah senyawa-senyawa yang memiliki rumus molekul sama tetapi posisi gugus fungsinya berbeda. Contoh pada alkena dan alkuna.
c. Isomer gugus fungsi adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi gugus fungsinya berbeda. Contoh pada alkuna dan alkadiena.
2. Isomer geometri
Isomer geometri adalah senyawa-senyawa yang mempunyai rumus molekul sama tetapi struktur ruangnya berbeda. Contoh pada alkena mempunyai 2 isomer geometri yaitu cis dan trans.
Sumber : Ipa-area