Salah satu senyawa karbon paling sederhana adalah hidrokarbon. Hidrokarbon adalah senyawa karbon yang hanya tersusun dari atom hidrogen dan atom karbon. Di kehidupan sehari-hari sering kita temukan, seperti minyak tanah, bensin, gas alam, plastik dan lain-lain. Sampai saat ini telah dikenal lebih dari 2 juta senyawa hidrokarbon. Senyawa ini memiliki rumus CxHy dengan x dan y tergantung golongan hidrokarbon tersebut. Selain itu, senyawa hidrokarbon digolongkan berdasarkan susunan atom-atom karbon dalam molekulnya.
Kekhasan / Keunikan Atom Karbon
Karbon merupakan atom yang sangat unik karena mampu berikatan satu sama lain dengan kuat, namun masih memiliki lebih dari satu valensi untuk berikatan satu sama lainnya. Berikut merupakan keunikan dari atom karbon:
- Sesuai dengan nomor golongannya (IVA), atom karbon mempunyai 4 elektron valensi. Oleh karena itu, untuk mencapai konfigurasi oktet maka atom karbon mempunyai
kemampuan membentuk 4 ikatan kovalen yang relatif kuat. - Atom karbon dapat membentuk ikatan antar karbon: berupa ikatan tunggal, rangkap dua atau rangkap tiga.
- Atom karbon mempunyai kemampuan membentuk rantai (ikatan yang panjang).
- Rantai karbon yang terbentuk dapat bervariasi yaitu: rantai lurus, bercabang dan melingkar (siklik).
Berdasarkan susunan atom dalam molekul, senyawa karbon dibagi menjadi 2 golongan yaitu senyawa alifatik dan senyawa siklik:
- Senyawa hidrokarbon alifatik, merupakan senyawa karbon yang rantai C nya terbuka dan rantai C memungkinkan bercabang. Berdasarkan jenis ikatan antar atom karbon, senyawa hidrokarbon alifatik terbagi menjadi senyawa alifatik jenuh dan tidak jenuh. Senyawa alifatik jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya hanya berisi ikatan-ikatan tunggal saja yang disebut sebagai alkana sedangkan senyawa alifatik tak jenuh adalah senyawa alifatik yang rantai C nya terdapat ikatan rangkap dua atau rangkap tiga. Jika memiliki rangkap dua dinamakan alkena dan memiliki rangkap tiga dinamakan alkuna.
- Senyawa hidrokarbon siklik adalah senyawa karbon yang rantai C nya melingkar dan lingkaran itu mengikat rantai samping. Golongan ini terbagi menjadi senyawa alisiklik dan aromatik. Senyawa aromatik yaitu senyawa karbon yang terdiri dari 6 atom C yang membentuk rantai benzena atau dengan pengertian lain hidrokarbon aromatik sebagai senyawa hidrokarbon dengan rantai melingkar (cincin) yang memiliki ikatan antar atom C tunggal dan rangkap secara selang-seling atau bergantian (konjugasi). Sedangkan senyawa alisiklik sebagai senyawa karbon alifatik yang membentuk rantai tertutup.
Kedudukan Atom Karbon
Dalam senyawa hidrokarbon, kedudukan atom karbon dapat dibedakan sebagai berikut:
- Atom C primer : atom C yang mengikat langsung 1 atom C yang lain
- Atom C sekunder : atom C yang mengikat langsung 2 atom C yang lain
- Atom C tersier : atom C yang mengikat langsung 3 atom C yang lain
- Atom C kuarterner : atom C yang mengikat langsung 4 atom C yang lain
Alkana
Alkana adalah senyawa hidrokarbon alifatik jenuh yaitu hidrokarbon dengan rantai terbuka dan semua ikatan antar atom karbonnya merupakan ikatan tunggal. Rumus umum alkana yaitu: CnH2n+2, dimana n = jumlah atom C. Deret homolog alkana merupakan suatu golongan atau kelompok senyawa karbon dengan rumus umum yang sama, mempunyai sifat yang mirip dan antar suku-suku berturutannya mempunyai mempunyai beda CH2. Adapun sifat-sifat deret homolog yaitu mempunyai sifat kimia yang mirip, mempunyai rumus umum yang sama, perbedaan Mr antara 2 suku berturutannya sebesar 14, makin panjang rantai karbon, makin tinggi titik didihnya. Sifat-sifat dari alkana yaitu merupakan senyawa nonpolar, sehingga tidak larut dalam air, semakin banyak atom C (rantainya makin panjang), maka titik didih makin tinggi, pada tekanan dan suhu biasa (CH4-C4H10 berwujud gas, C5H12-C17H36 berwujud cair, diatas C18H38 berwujud padat), mudah mengalami reaksi subtitusi dengan atom-atom halogen (F2, Cl2, Br2 atau I2) dan dapat mengalami oksidasi (reaksi pembakaran).
Tata nama alkana
Berdasarkan aturan dari IUPAC (nama sistematik) :
- Nama alkana bercabang terdiri dari 2 bagian: Bagian pertama (di bagian depan) merupakan nama cabang dan bagian kedua (di bagian belakang) merupakan nama rantai induk.
- Rantai induk adalah rantai terpanjang dalam molekul. Jika terdapat 2 atau lebih rantai terpanjang, maka harus dipilih yang mempunyai cabang terbanyak. Induk diberi nama alkana sesuai dengan panjang rantai.
- Cabang diberi nama alkil yaitu nama alkana yang sesuai, tetapi dengan mengganti akhiran --ana menjadi --il. Gugus alkil mempunyai rumus umum : CnH2n+1 dan dilambangkan dengan R.
- Posisi cabang dinyatakan dengan awalan angka. Untuk itu rantai induk perlu dinomori. Penomoran dimulai dari salah 1 ujung rantai induk sedemikian rupa sehingga posisi cabang mendapat nomor terkecil.
- Jika terdapat 2 atau lebih cabang sejenis, harus dinyatakan dengan awalan di, tri, tetra, penta dst.
- Cabang-cabang yang berbeda disusun sesuai dengan urutan abjad dari nama cabang tersebut. Awalan normal, sekunder dan tersier diabaikan. Jadi n-butil, sek-butil dan
ters-butil dianggap berawalan b-. Awalan iso - tidak diabaikan. Jadi isopropil berawal dengan huruf i- . Awalan normal, sekunder dan tersier harus ditulis dengan huruf cetak miring. - Jika penomoran ekuivalen dari kedua ujung rantai induk, maka harus dipilih sehingga cabang yang harus ditulis terlebih dahulu mendapat nomor terkecil.
Berdasarkan aturan-aturan tersebut di atas, penamaan alkana bercabang dapat dilakukan dengan 3 langkah sebagai berikut:
- Memilih rantai induk, yaitu rantai terpanjang yang mempunyai cabang terbanyak.
- Penomoran, dimulai dari salah 1 ujung sehingga cabang mendapat nomor terkecil.
- Penulisan nama, dimulai dengan nama cabang sesuai urutan abjad, kemudian diakhiri dengan nama rantai induk. Posisi cabang dinyatakan dengan awalan angka. Antara angka dengan angka dipisahkan dengan tanda koma (,) antara angka dengan huruf dipisahkan dengan tanda jeda (-) atau jika rantai lurus, nama sesuai dengan jumlah alkana dengan awalan n-(alkana) sedangkan jika rantai cabang: tentukan rantai terpanjang (sebagai nama alkana) Tentukan rantai cabangnya (alkil) Pemberian nomor dimulai dari atom C yang paling dekat dengan cabang Alkil-alkil sejenis digabung dengan awalan di (2), tri (3), dst. Alkil tak sejenis ditulis berdasar abjad (butil, etil, metil,..) atau dari yang paling sederhana (metil, etil, propil,....)
Alkena
Alkena merupakan hidrokarbon alifatik tak jenuh yaitu hidrokarbon dengan satu ikatan rangkap dua (C=C). Senyawa yang mempunyai 2 ikatan rangkap 2 disebut alkadiena, yang mempunyai 3 ikatan rangkap 2 disebut alkatriena dan seterusnya. Rumus umum alkena yaitu: CnH2n, dimana n = jumlah atom C.