Struktur Gugus Fungsi Senyawa Karbon

Gugus Fungsional Senyawa Karbon- 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. Apa sajakah gugus fungsi senyawa hidrokarbon tersebut?

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. Perhatikan Tabel 6.1.
Tabel 6.1 Gugus Fungsional Senyawa Karbon

 

Gugus Fungsi	Rumus umum	Nama
	R–X	Haloalkana
	R–OH	Alkohol
	R–O–R’	Eter
	R–CHO	Aldehid
	R–CO–R’	Keton
	R–COOH	Asam karboksilat
	R–COO–R’	Ester
	RNH2	Amina

Tabel tersebut menunjukkan beberapa gugus fungsi, rumus umum dengan R yang menyatakan residu dari hidrokarbon, dan nama kelompok senyawa karbon yang dibentuknya. Selain menentukan tata nama senyawa karbon secara bersistem (IUPAC), gugus fungsi juga menentukan sifat fisika dan sifat kimia senyawa bersangkutan. Berbagai reaksi kimia senyawa karbon ditentukan oleh gugus fungsi. Sebagian besar reaksi senyawa karbon merupakan perubahan gugus fungsi menjadi gugus fungsi lain. Dengan demikian, gugus fungsi memiliki peran penting dalam mempelajari senyawa karbon dan reaksi senyawa karbon. Alkohol adalah senyawa karbon yang memiliki gugus hidroksil (–OH). Haloalkana adalah senyawa karbon yang mengikat atom halogen. Atom halogen ini menggantikan posisi atom hidrogen. Eter adalah senyawa karbon yang memiliki gugus alkoksi (–O–). Berikut beberapa struktur senyawa alkohol, haloalkana, dan eter.

Gambar 5.1 Struktur kimia dari sebagian senyawa alkohol

Gambar 5.2 Pada senyawa haloalkana, atom halogen menggantikan atom hidrogen.

Gambar 5.3 Struktur kimia dari sebagian senyawa eter

Gugus fungsi yang dimiliki keton dan aldehid dinamakan gugus karbonil, yaitu gugus fungsi yang terdiri atas atom oksigen yang berikatan rangkap dengan atom karbon. Jika gugus karbonil tersebut diapit oleh dua atau lebih atom karbon, senyawa karbon tersebut dinamakan keton. Jika gugus karbonil terletak di ujung rantai karbon, senyawa karbon seperti ini disebut aldehid.

Gambar 5.4 Senyawa aldehid memiliki gugus karbonil yang terletak di ujung rantai karbon.

Gambar 5.5 Senyawa keton memiliki gugus karbonil yang diapit atom-atom karbon.

Bagaimanakah dengan asam karboksilat dan ester? Asam karboksilat dan ester juga memiliki gugus karbonil. Perbedaannya dengan keton dan aldehid adalah atom oksigen yang diikatnya berjumlah dua. Satu atom oksigen berikatan ganda dengan atom karbon, sedangkan satunya berikatan tunggal dengan atom karbon. Atom oksigen yang berikatan tunggal dengan atom karbon, berikatan juga dengan atom hidrogen (untuk asam karboksilat), dan berikatan dengan gugus alkil (untuk ester). Perhatikan struktur asam karboksilat dan ester berikut.

Gambar 5.6 Senyawa asam karboksilat memiliki gugus COOH yang terletak di ujung rantai karbon.

Gambar 5.7 Pada senyawa ester, gugus alkil menggantikan atom hidrogen pada asam karboksilat.

Tata Nama Senyawa Karbon
Sebelumnya, Anda telah mengetahui pengelompokan senyawa karbon berdasarkan gugus fungsi yang dimilikinya. Anda juga telah mengetahui beberapa struktur kimia dari senyawa-senyawa tersebut pada Gambar 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, 5.5, 5.6, dan 5.7. Tahukah Anda, cara memberi nama senyawa-senyawa karbon tersebut? Penulisan nama senyawa karbon tidak jauh berbeda dengan penulisan nama senyawa hidrokarbon golongan alkana. Untuk menyegarkan ingatan Anda mengenai tata nama alkana, perhatikanlah contoh berikut.

Tentukanlah nama senyawa hidrokarbon berikut.
a. CH₄
b. C₂H₆
c. C₃H₈
d. C₄H₁₀

Jawab

a. Struktur kimia CH₄ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₄ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 1 (meta).
Jadi, CH₄ memiliki nama metana.

b. Struktur kimia C₂H₆ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₃ – CH₃

C₂H₆ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 2 (eta).

Jadi, C₂H₆ memiliki nama etana.

c. Struktur kimia C₃H₈ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₃ – CH₂– CH₃
C₃H₈ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 3 (propa-).
Jadi, C₃H₈ memiliki nama propana.

d. Struktur kimia C₄H₁₀ dapat digambarkan sebagai berikut.

CH₃ – CH₂– CH₂– CH₃
C₄H₁₀ memiliki ikatan tunggal (-ana) dengan jumlah atom C sebanyak 4 (buta-).
Jadi, C₄H₁₀ memiliki nama butana.