Ada banyak senyawa karbon di alam dan sintesis. Ini karena karbon mudah berikatan dengan unsur lain untuk membentuk berbagai jenis senyawa. Salah satu bentuk senyawa yang terbentuk dari ikatan atom karbon adalah hidrokarbon yang berasal dari ikatan karbon dan hidrogen.
Definisi Hidrokarbon
Atom karbon dicirikan oleh kemampuannya untuk membentuk 4 ikatan kovalen dengan atom lain. Ikatan yang terjadi pada atom karbon dapat berupa ikatan kovalen tunggal, rangkap dua, dan rangkap tiga. Atom karbon juga dapat membentuk rantai karbon lurus dan bercabang.
Salah satu ikatan karbon dengan atom lain adalah senyawa hidrogen yang terbentuk dari ikatan karbon dengan atom hidrogen. Hidrokarbon paling sederhana adalah metana dengan rumus CH4. Dalam molekul metana, atom karbon dikelilingi oleh 4 atom hidrogen dengan jarak yang sama.
Hidrokarbon adalah senyawa karbon paling sederhana yang terdiri dari atom karbon (C) dan hidrogen (H). Hidrokarbon adalah kelompok besar senyawa yang ditemukan di alam, terutama dalam minyak bumi dan gas alam.
Senyawa hidrokarbon termasuk senyawa organik.
Pemanfaatan Hidrokarbon dalam Kehidupan Sehari-hari
Hidrokarbon mendapatkan energi dari matahari ketika tanaman menggunakan sinar matahari selama fotosintesis untuk menghasilkan glukosa. Glukosa mengalir dalam aliran darah yang dibutuhkan oleh sel-sel tubuh.
Senyawa turunan hidrokarbon yang dibutuhkan dalam industri sandang adalah wol, sutera, katun, nilon dan serat sintetis.
Senyawa hidrokarbon dalam bidang papan meliputi kayu, selulosa, polimer dan lignin.
Jenis Atom Karbon Berdasarkan Ikatannya
Berdasarkan jumlah atom karbon yang berikatan, atom karbon dengan 4 ikatan kovalen tunggal dibedakan berdasarkan atom karbon primer (1⁰), atom karbon sekunder (2⁰), atom karbon tersier (3⁰) dan atom karbon kuaterner (4⁰).
- Atom Karbon Primer (1⁰)
Atom karbon primer adalah atom karbon yang terikat langsung pada setiap atom karbon lainnya.
- Atom Karbon Sekunder (2⁰)
Atom karbon sekunder adalah atom karbon yang berikatan langsung dengan 2 atom karbon lainnya.
- Atom Karbon Tersier (3⁰)
Atom karbon tersier adalah atom karbon yang berikatan langsung dengan 3 atom karbon lainnya.
- Atom Karbon Kuarter (4⁰)
Atom karbon kuarter adalah atom karbon yang berikatan langsung dengan 4 atom karbon lainnya.
Untuk lebih memahami jenis-jenis atom karbon berdasarkan ikatannya, lihat Gambar 2 di atas. Pada gambar Anda dapat melihat atom karbon terikat pada beberapa atom lainnya. Jumlah atom karbon pada setiap posisi adalah sebagai berikut:
- Atom karbon primer: Ada 5 atom karbon primer (ditandai 1⁰)
- Atom karbon sekunder: Ada 3 atom karbon (ditandai 2⁰)
- Atom karbon tersier: Ada 1 atom karbon (ditandai 3⁰)
- Atom karbon kuarter: Ada 1 atom karbon (ditandai 4⁰)
Macam-macam Hidrokarbon
Senyawa hidrokarbon dibedakan menjadi 3 jenis berdasarkan bentuk rantai karbonnya, yaitu hidrokarbon alifatik, hidrokarbon alisiklik, dan hidrokarbon aromatik.
- Hidrokarbon alifatik
Hidrokarbon alifatik adalah hidrokarbon rantai terbuka yang terdiri dari rantai lurus dan rantai bercabang. Hidrokarbon alifatik yang memiliki ikatan tunggal dikenal sebagai hidrokarbon jenuh. Contoh hidrokarbon alifatik jenuh adalah alkana.
Sedangkan senyawa hidrokarbon yang mengandung ikatan rangkap disebut sebagai hidrokarbon tak jenuh, contohnya adalah alkena dan alkuna. Contoh hidrokarbon alifatik terdiri dari:
- Alkana: adalah hidrokarbon jenuh yang hanya memiliki ikatan tunggal berupa C – C
- Alkena: adalah hidrokarbon tak jenuh yang memiliki setidaknya satu ikatan rangkap, yaitu C = C
- Alkynes: adalah hidrokarbon tak jenuh yang memiliki setidaknya 1 ikatan rangkap tiga C
C
- Hidrokarbon alisiklik
Hidrokarbon alisiklik dan hidrokarbon aromatik termasuk dalam jenis hidrokarbon rantai tertutup atau melingkar (cincin). Perbedaan antara keduanya adalah bahwa semua senyawa hidrokarbon siklik yang tidak termasuk aromatik diklasifikasikan sebagai hidrokarbon alisiklik.
Hidrokarbon alisiklik dapat berupa hidrokarbon jenuh dan juga hidrokarbon tak jenuh.
- Hidrokarbon Aromatik
Hidrokarbon aromatik adalah ikatan atom karbon dan hidrogen yang membentuk rantai tertutup membentuk cincin bencana. Hidrokarbon aromatik hanya berupa hidrokarbon tak jenuh.
Nomenklatur Senyawa Hidrokarbon
Sistem penamaan alkana mengikuti aturan IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). Nama yang diturunkan menggunakan sistem IUPAC dikenal sebagai nama sistematik. Nama IUPAC berbeda dengan nama yang dikenal dalam kehidupan sehari-hari atau dikenal dengan nama umum.
- Alkana
Alkana adalah hidrokarbon alifatik jenuh yang memiliki rantai terbuka dengan semua ikatan karbon menjadi ikatan tunggal. Penamaan alkana disesuaikan dengan jumlah atom C yang dimilikinya kemudian diberi awalan n (n = normal). Berikut adalah tabel yang berisi rumus molekul beserta nama alkana.
| N | Formula molekul | nama alkana |
| 1 | CH4 | metana |
| 2 | C2H6 | Etana |
| 3 | C3H8 | Propana |
| 4 | C4H10 | butana |
| 5 | C5H12 | pentana |
| 6 | C6H14 | Heksana |
| 7 | C7H16 | Heptan |
| 8 | C8H18 | Oktan |
| 9 | C9H20 | Merindukan |
| 10 | C10H22 | dekan |
Jika rantai alkana bercabang, penamaan menggunakan langkah-langkah berikut:
a) Nama IUPAC alkana bercabang terdiri dari 2 bagian:
- Bagian pertama adalah nama cabang
- Bagian kedua adalah nama rantai induk (rantai karbon terpanjang dari molekul)
b) Cabang tersebut diberi nama alkil, yang sama dengan nama alkana yang bersesuaian tetapi akhiran -ana diubah menjadi -yl. Misalnya metana diubah menjadi metil dan etana diubah menjadi etil.
c) Posisi cabang ditunjukkan dengan awalan numerik. Oleh karena itu rantai utama diberi nomor dengan penomoran dimulai dari salah satu ujung sedemikian rupa sehingga posisi cabang memiliki nomor terkecil
d) Jika jenis cabang lebih dari satu, maka cabang ditulis menurut abjad, misalnya etil ditulis sebelum metil.
e) Jika cabang yang sejenis lebih dari satu, maka nama cabang disebutkan satu kali saja dengan awalan yang menunjukkan jumlah cabang, misalnya pada (2), 3 (tri), 4 (tetra), 5 (penta) dan seterusnya.
Berikut ini adalah contoh penamaan alkana:
- Contoh penamaan 1
Dinamakan n-heksana
- Contoh nama 2
Rantai utama: butana
Cabang atau gugus alkil: metil
Nomor Cabang : 2
Nama : 2-metilbutana
- Contoh nama 3
Rantai utama: heksana
Cabang atau gugus alkil: isopropil
Nomor Cabang : 3
Nama : 3-isopropilheksana
- Contoh nama 4
Pada deret senyawa alkana di atas terdapat lebih dari satu gugus alkil yang sama, sehingga namanya harus ditulis dengan memberi nomor cabang alkil dan dipisahkan dengan koma (,).
Rantai utama: pentana
Cabang atau gugus alkil: metil
Nomor cabang : 2, 3
Nama : 2, 3 – dimetilpentana
- Alkena
Nama senyawa alkena berasal dari senyawa alkana yang memiliki jumlah atom karbon sama, dengan mengganti akhiran –ana dengan –ena, misalnya etena, propena, 1-butena (posisi ikatan rangkap di urutan ke-1). dan atom C ke-2), 2-butena (posisi ikatan rangkap pada atom C ke-2 dan ke-3).
a) Penamaan alkena menggunakan sistem IUPAC dengan melihat rantai induk yang merupakan rantai terpanjang yang memiliki ikatan rangkap.
b) Penomoran dimulai dari salah satu ujung rantai induk sehingga ikatan rangkap memiliki nomor terkecil
c) Posisi ikatan rangkap ditunjukkan dengan awalan angka, yaitu nomor atom karbon dengan tepi ikatan rangkap (angka terkecil)
d) Jika alkena bercabang, penamaan dimulai dari: nomor cabang, tanda (-), nama alkil, nomor ikatan rangkap, tanda (-), dan nama rantai utama. Contoh
Nama: 2-metil-1-pentena
Adanya cabang sangat berpengaruh pada penamaan karena bentuk strukturnya berbeda walaupun jumlah total atom karbon dan hidrogennya sama. Ambil rumus molekul C4H8:
Nama: 1-butena
Nama: 2-metil-1-propena
- Alkuna
Nama senyawa alkuna berasal dari senyawa alkana sesuai dengan jumlah atom karbonnya. Caranya dengan mengubah sedikit di akhiran -ana menjadi -una, misalnya etuna (C2H2), propuna (C3H4), dll.
Jika jumlah atom karbon C pada rantai utama lebih dari 3, maka ditulis dengan memberi nomor di depan. Penomoran ditulis dari salah satu ujung rantai induk sehingga ikatan rangkap memiliki nomor terendah. Contoh:
1-butana (posisi ikatan rangkap antara atom C ke-1 dan ke-2)
2-butana (posisi ikatan rangkap antara atom C ke-2 dan ke-3).
Jika alkuna bercabang, maka prosedur penamaan menggunakan metode berikut:
nomor cabang, tanda (-), nama gugus alkil, nomor ikatan rangkap, tanda (-), dan nama rantai utama. Contoh:
3-metil-1-butana
Penutupan
Hidrokarbon adalah senyawa organik karbon paling sederhana yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. Senyawa hidrokarbon di alam sangat banyak dan mencapai kurang lebih 2 juta senyawa. Berdasarkan strukturnya, hidrokarbon dibagi menjadi hidrokarbon alifatik, alisiklik, dan aromatik.