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 (8^th edition). California: Brooks/Cole

Petrucci, Ralph H. et al. 2017. General Chemistry: Principles and Modern Applications (11^th 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