Gugusan atom atau sekelompok atom yang menentukan sifat khas senyawa karbon disebut dengan

Loading Preview

Sorry, preview is currently unavailable. You can download the paper by clicking the button above.

GUGUS FUNGSI SENYAWA KARBON 

Banyak senyawa karbon yang mempunyai kemiripan sifat yang dapat diketahui dari reaksi-reaksinya. Hal ini disebabkan oleh gugus fungsional yang terdapat dalam molekul senyawa karbon. Gugus fungsional adalah kelompok atom yang memberikan beberapa sifat kimia yang khas dari senyawa yang molekulnya mengandung gugus tersebut.

Gugus fungsi merupakan bagian aktif dari senyawa karbon yang menentukan sifat-sifat senyawa karbon. Gugus fungsi tersebut berupa ikatan karbon rangkap dua, ikatan karbon rangkap tiga, dan atom/ gugus atom. Meskipun senyawa-senyawa karbon mempunyai unsure dasar sama yaitu karbon, tetapi sifat-sifatnya jauh berbeda satu dengan yang lainnya. Perbedaan ini disebabkan oleh gugus fungsi yang diikat berbeda. Ketiga senyawa tersebut dibedakan oleh gugus –H, gugus – C = C -, dan gugus – OH. Gugus inilah yang membedakan sifat ketiganya, baik sifat fisika dan sifat kimia. Senyawa-senyawa karbon yang mempunyai gugus fungsional yang sama dikelompokkan dalam satu golongan.

Pada abad ke-18 diketahui senyawa hidrokarbon hanya dapat diperoleh dari makhluk hidup sehingga senyawa hidrokarbon disebut senyawa organik. Di Kelas X Anda telah belajar sifat khas atom karbon yang dapat berikatan dengan atom karbon dan atom-atom lain selain atom hidrogen. Sifat inilah yang menjadikan senyawa karbon melimpah di alam dengan berbagai sifat fisika dan sifat kimia. Senyawa hidrokarbon memiliki sifat tertentu akibat adanya atom selain atom karbon dan hidrogen di dalamnya. Atom-atom tersebut dinamakan gugus fungsional senya a hidrokarbon.

Gugus fungsional pada senyawa hidrokarbon tersebut berperan penting dalam kereaktifannya terhadap senyawa atau atom lain. Oleh karena itu, para Kimiawan banyak mensintesis senyawa hidrokarbon yang mengandung gugus fungsi berbeda-beda untuk dimanfaatkan dalam berbagai aplikasi. Kosmetik untuk wanita, cuka yang digunakan pada makanan, dan pengawet bahan biologis merupakan contoh aplikasi zat yang mengandung senyawa hidrokarbon dengan gugus fungsi yang berbeda.

Atom karbon, di samping memiliki kemampuan berikatan dengan atom karbon lain, juga dapat berikatan dengan atom unsur-unsur lain. Dalam hidrokarbon, atom karbon dapat berikatan dengan atom hidrogen membentuk senyawa hidrokarbon. Selain itu, atom karbon dapat juga berikatan dengan atom-atom lain, seperti oksigen, nitrogen, fosfor, belerang, dan halogen. Atom atau gugus atom yang terikat pada senyawa hidrokarbon dapat menentukan sifat-sifat senyawa karbon. Atom atau gugus karbon tersebut lebih reaktif dari yang lainnya, dinamakan gugus fungsi. Dengan kata lain, gugus fungsi adalah bagian reaktif dari senya a karbon yang menentukan sifat fisika dan kimia senyawa karbon. Jika atom halogen (F, Cl, Br, I) terikat pada senyawa hidrokarbon maka senyawa yang terbentuk akan memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang ditentukan oleh gugus tersebut.

Berikut beberapa contoh gugus fungsi yaitu:

1. ALKOHOL 

Merupakan kelompok senyawa karbon yang memiliki gugus fungsi hidroksil (-OH) dengan rumus umum R-OH atau CnH2n+1OH. Senyawa ini mempunyai nama IUPAC alkanol karena dianggap sebagai urutan alkana dengan mensubstitusi satu atom H dengan gugus –OH. Untuk penamaan -na dirubah menjadi -nol.

R - OH

2. ETER 

Atau dapat disebut alkoksi alkana berdasarkan aturan IUPAC, yang dianggap sebagai turunan alkana, mempunyai rumus umum R-O-R’ atau CnH2n+2O. Bila R=R’ disebut eter sederhana, sedangkan bila R bukan R’ disebut eter majemuk. R dan R' merupakan alkil. 

R - O - R'

3. ALDEHIDA 

Senyawa karbonil (-C=O). Aldehid merupakan singkatan dari alkohol dehidrogenatus. Senyawa ini dianggap turunan dari alkana sehingga disebut alkanal dan mempunyai rumus umum CnH2nO. Aldehid dapat diperoleh dengan jalan oksidasi alkohol primer. untuk tatanama yaitu akhiran -na ditambahkan -l menjadi -nal.

4. KETON 

Termasuk senyawa karbonil (-C=O). Senyawa ini dianggap turunan dari alkana sehingga disebut alkanal dan mempunyai rumus umum CnH2nO. Seperti halnya eter, R yang sama dengan R’ disebut katon sederhana, sedangkan R yang tidak sama dengan R’ disebut keton majemuk. R dan R' merupakan alkil.

5. ASAM KARBOKSILAT 

(Alkanoat) memiliki rumus umum CnH2nO2 atau R-COOH. Gugus karboksilat (-COOH) merupakan gabungan dari gugus karbonil dan hidroksil. Senyawa ini dianggap turunan alkana dan diberi nama asam alkanoat atau dengan nama yang lebih lama, asam alkana karboksilat.

6. ESTER 

Memiliki rumus umum CnH2nO2 atau R-COO-R’. Nama IUPAC dari ester adalah alkyl alkanoat. Kebanyakan senyawa ester berbau harum, karena itu banyak digunakan sebagai pengharum (esens). Ester dibuat dari asam dan alkohol melalui reaksi esterifikasi yang berupa reaksi setimbang.

7. ALKILAMINA 

Suatu senyawa karbon yang berikatan dengan gugus -NH2.

R – NH2

8. HALOALKANA 

Suatu senyawa karbon atau alkil yang berikatan dengan salah satu unsur halogen.

R - X

x = unsur-unsur halogen atau VIIA ( F, Cl, Br, I, At)

Page 2

Senyawa Karbon – Pengantar

Karbon merupakan salah satu unsur yang sangat umum ditemukan baik dalam bentuk unsur maupun senyawanya. Plastik, serat kain, minyak, gula, protein, dan obat-obatan semuanya merupakan senyawa karbon. Selain itu, karbon juga terdapat dalam arang, grafit pada pensil, dan intan dalam bentuk unsur. Jumlah senyawa karbon jauh melampaui jumlah senyawa yang tidak mengandung karbon. Kemampuan karbon dalam membentuk berbagai jenis senyawa merupakan suatu hal istimewa, sebab tidak ada unsur lain yang mampu menyaingi karbon dalam membentuk berbagai jenis senyawa.

Kekhasan Atom Karbon

Atom karbon (C) yang terdapat pada sistem periodik unsur periode kedua golongan IVA memiliki sifat-sifat khas yang menjadikannya unsur dengan jumlah senyawa terbanyak, antara lain:

1. Atom C mempunyai 4 elektron valensi

Sesuai dengan nomor golongannya, atom C mempunyai 4 elektron valensi. Oleh karena itu untuk mencapai kestabilan konfigurasi oktet, atom C dapat membentuk 4 ikatan kovalen dengan atom-atom C ataupun atom-atom nonlogam lainnya, seperti H, O, N, F, Cl, Br, I dan S. Keempat ikatan kovalen tersebut dapat digambarkan sebagai 4 tangan ikatan atom C.

Berikut beberapa contoh senyawa karbon di mana atom C berikatan kovalen dengan atom-atom unsur lain.

2. Jari-jari atom C relatif kecil

Sesuai dengan nomor periodenya, atom C hanya mempunyai 2 kulit atom, sehingga jari-jarinya relatif kecil. Akibatnya, ikatan kovalen yang dibentuk atom C relatif kuat dan memungkinkan terbentuknya ikatan rangkap dua ataupun ikatan rangkap tiga.

Kekhasan atom C tersebut menyebabkan adanya banyak variasi susunan rantai karbon dan terbentuknya rantai karbon yang kuat dan panjang. Secara umum, ada 2 bentuk rantai karbon, yakni:

• rantai terbuka, berbentuk rantai lurus tak bercabang maupun bercabang
  
  
• rantai tertutup, berbentuk rantai melingkar (siklik) seperti cincin
  
  

Berdasarkan jumlah atom C yang diikatnya, atom C dengan 4 ikatan kovalen tunggal dibedakan atas:

1. atom C primer (1°), bila terikat langsung dengan 1 atom C lainnya
2. atom C sekunder (2°), bila terikat langsung dengan 2 atom C lainnya
3. atom C tersier (3°), bila terikat langsung dengan 3 atom C lainnya
4. atom C kuarterner (4°), bila terikat langsung dengan 4 atom C lainnya

Senyawa Karbon Organik dan Anorganik

Pada mulanya senyawa-senyawa karbon umumnya dikenal sebagai senyawa organik, yaitu senyawa yang berasal dari makhluk hidup ataupun sisa-sisa makhluk hidup. Hal ini dikarenakan faktanya tubuh makhluk hidup sebagian besar tersusun dari senyawa-senyawa karbon, seperti karbohidrat, protein, lipid, dan asam nukleat. Namun, juga terdapat senyawa karbon anorganik, seperti oksida karbon (CO dan CO2), senyawa karbonat, dan senyawa sianida yang tidak berasal dari makhluk hidup.

Akan tetapi, pada tahun 1828 Friedrich Wöhler mensintesis senyawa organik urea (CO(NH2)2) dari pemanasan senyawa anorganik amonium sianat (NH4CNO). Atas penemuan tersebut, penggolongan senyawa organik dan anorganik tidak lagi didasarkan pada asalnya, namun kepada sifat dan strukturnya.

Secara umum, perbedaan yang utama dari senyawa organik dan anorganik, antara lain:

a. abilitas terhadap pemanasan

Senyawa organik kurang stabil terhadap pemanasan. Pada suhu di atas 600°C, senyawa-senyawa organik umumnya sudah terurai. Hal ini dikarenakan senyawa organik mempunyai ikatan kovalen yang relatif lebih lemah dibanding ikatan ionik yang umumnya ditemukan dalam senyawa anorganik.

b. Titik leleh dan titik didih

Senyawa organik umumnya memiliki titik leleh dan titik didih yang relatif rendah. Pada suhu kamar, ada banyak senyawa organik yang berwujud gas ataupun cair. Sedangkan, senyawa anorganik, terutama senyawa ionik mempunyai titik leleh dan titik didih yang relatif tinggi sehingga umumnya berwujud padatan kristal pada suhu kamar.

c. Kelarutan

Senyawa organik umumnya lebih mudah larut dalam pelarut yang relatif nonpolar (seperti eter dan kloroform) dibanding dalam pelarut polar (seperti air dan asam asetat). Sebaliknya, senyawa anorganik lebih mudah larut dalam pelarut polar.

d. Daya hantar listrik

Senyawa organik umumnya tidak menghantarkan listrik (non-elektrolit), sedangkan senyawa anorganik umumnya adalah senyawa ionik yang dapat menghantarkan listrik (elektrolit).

e. Kereaktifan

Reaksi-reaksi senyawa organik umumnya berlangsung lebih lambat daripada reaksi senyawa anorganik, kecuali reaksi pembakaran. Banyak senyawa organik cenderung mudah terbakar, namun kurang reaktif terhadap pereaksi lainnya.

Mengenali Senyawa Karbon Organik

Keberadaan unsur karbon dan hidrogen dalam suatu sampel senyawa organik dapat ditunjukkan dengan uji pembakaran (oksidasi). Pembakaran tidak sempurna dari sampel organik dapat menghasilkan zat sisa berupa arang (karbon). Pembakaran sempurna dari sampel organik akan mengubah karbon (C) menjadi gas karbon dioksida (CO2) dan hidrogen (H) menjadi air (H2O).

Gas CO2 dapat dikenali dengan mengalirkannya ke dalam air kapur (larutan Ca(OH)2) atau air barit (larutan Ba(OH)2). Jika larutan menjadi keruh, maka gas tersebut adalah CO2. Lalu, H2O dapat dikenali dengan menggunakan kertas kobalt. H2O akan mengubah warna kertas kobalt dari biru menjadi merah jambu.

Gugus Fungsi Senyawa Organik

Senyawa-senyawa organik dapat diklasifikasikan ke dalam kelompok-kelompok senyawa berdasarkan gugus fungsinya. Gugus fungsi merupakan kelompok atom dalam suatu molekul yang menjadikan molekul senyawa tersebut memiliki sifat kimia yang khas. Misalnya, asam propanoat (CH3CH2COOH) memiliki gugus fungsi −COOH (asam karboksilat) yang menjadikannya bersifat asam.

Berikut beberapa contoh gugus fungsi dengan senyawanya yang umum ditemukan.

Contoh Soal Senyawa Karbon dan Pembahasan

1. Tentukan apakah senyawa berikut tergolong senyawa organik atau senyawa anorganik.

a. kalsium karbonat b. etena c. kloroform

d. kalium bromida

Jawab:

a. anorganik, CaCO3 (kalsium karbonat) merupakan senyawa karbonat yang tergolong senyawa karbon anorganik.
b. organik, C2H4 (etena) merupakan senyawa hidrokarbon.
c. organik, CHCl3 (kloroform) merupakan senyawa haloalkana yang diturunkan dari senyawa hidrokarbon.
d. anorganik, KBr (kalium bromida) merupakan senyawa garam anorganik.

2. Tentukan jenis dari masing-masing atom karbon pada senyawa hidrokarbon berikut, apakah tergolong primer, sekunder, tersier, atau kuarterner.

Jawab:

a. atom C primer: C-1, C-2, C-3, C-7, C-8 b. atom C sekunder: C-6 c. atom C tersier: C-4

d. atom C kuarterner: C-5

Referensi

Johari, J.M.C. & Rachmawati, M. 2009. Kimia SMA dan MA untuk Kelas X Jilid 1. Jakarta: Esis
McMurry, John. 2012. Organic Chemistry (8th edition). California: Brooks/Cole
Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11th edition). Toronto: Pearson Canada Inc. Purba, Michael. 2006. Kimia 1B untuk SMA Kelas X. Jakarta: Erlangga

Retnowati, Priscilla. 2004. SeribuPena Kimia SMA Kelas X Jilid 1. Jakarta: Erlangga

Kontributor: Nirwan Susianto, S.Si.
Alumni Kimia FMIPA UI

Materi StudioBelajar.com lainnya:

1. Reaksi Redoks
2. Gas Mulia
3. Koloid