Mengenal Tata Nama Alkana: Identifikasi, Penomoran, beserta Contohnya

Dalam dunia kimia, penamaan senyawa hidrokarbon, khususnya alkana, adalah suatu proses yang penting untuk mengidentifikasi dan membedakan berbagai senyawa berdasarkan struktur dan komposisinya. Alkana, yang merupakan hidrokarbon jenuh dengan ikatan tunggal antara atom karbon, memiliki tata nama yang mengikuti aturan yang ditetapkan. Berikut adalah penjelasan singkat mengenai aturan tata nama alkana.

 

Aturan Tata Nama Alkana

Aturan penamaan alkana menurut IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) adalah sistem yang digunakan untuk menamai senyawa hidrokarbon jenuh yang terdiri dari atom karbon dan hidrogen. IUPAC memastikan penamaan yang konsisten dan sistematis untuk memudahkan identifikasi dan pengelompokan senyawa. Berikut adalah langkah-langkah penting dalam penamaan alkana:

1. Identifikasi Rantai Karbon Terpanjang

Rantai karbon terpanjang yang berkesinambungan dianggap sebagai rantai utama. Nama alkana diambil dari jumlah atom karbon dalam rantai utama ini.

Penamaan berdasarkan jumlah atom karbon meliputi:

1 karbon: Metana

2 karbon: Etana

3 karbon: Propana

4 karbon: Butana

Dan seterusnya, menggunakan awalan Yunani atau Latin diikuti oleh akhiran -ana.

2. Penomoran Atom Karbon dalam Rantai Utama

Atom karbon dalam rantai utama diberi nomor, mulai dari ujung yang lebih dekat dengan gugus cabang atau substituen. Penomoran ini bertujuan untuk memberikan angka terkecil untuk posisi substituen pada rantai utama.

3. Penamaan Cabang atau Gugus Alkil

Jika terdapat substituen atau cabang alkil yang menempel pada rantai utama, cabang tersebut harus diberi nama dan posisinya ditunjukkan. Nama substituen mengikuti jumlah atom karbon dalam gugus tersebut, seperti metil (CH₃-) untuk 1 karbon, atau etil (C₂H₅-) untuk 2 karbon.

Contoh:

Jika terdapat gugus metil pada karbon kedua dari rantai utama butana, nama senyawanya adalah 2-metilbutana.

4. Penomoran Posisi Substituen

Posisi substituen ditunjukkan dengan angka, yaitu nomor atom karbon tempat substituen tersebut terikat. Jika ada lebih dari satu substituen, posisi semua substituen harus ditunjukkan.

Contoh:

Pada 2,2-dimetilpropana, terdapat dua gugus metil yang terikat pada karbon nomor 2 dari rantai propana.

5. Penggunaan Awalan untuk Substituen Berulang

Jika ada lebih dari satu substituen yang sama, digunakan awalan seperti di- (dua), tri- (tiga), atau tetra- (empat) untuk menunjukkan jumlah substituen tersebut.

Contoh:

2,3-dimetilbutana berarti terdapat dua gugus metil yang terletak di karbon nomor 2 dan nomor 3 dari butana.

6. Penulisan Nama Akhir

Nama alkana ditulis sebagai satu kata, dengan angka yang menunjukkan posisi substituen dipisahkan oleh tanda hubung (-), dan angka yang berbeda dipisahkan oleh koma (,).

Contoh: 3-etil-2-metilheksana menunjukkan adanya gugus etil di posisi 3 dan gugus metil di posisi 2 dari rantai utama heksana.

Contoh Penamaan:

Metana (CH₄): Satu atom karbon dengan empat atom hidrogen.

2-metilpropana: Rantai utama terdiri dari tiga atom karbon (propana), dengan gugus metil terikat di karbon nomor 2.

3-etilheptana: Rantai utama terdiri dari tujuh atom karbon (heptana), dengan gugus etil pada karbon nomor 3.

 

Contoh Nama Alkana Berdasarkan Jumlah Atom Karbon:

Jumlah Atom Karbon	Nama Alkana	Rumus
1	Metana	CH₄
2	Etana	C₂H₆
3	Propana	C₃H₈
4	Butana	C₄H₁₀
5	Pentana	C₅H₁₂
6	Heksana	C₆H₁₄
7	Heptana	C₇H₁₆
8	Oktana	C₈H₁₈
9	Nonana	C₉H₂₀
10	Dekana	C₁₀H₂₂

7. Cabang (Substituen)

Substituen alkil adalah rantai karbon yang bercabang dari rantai utama dalam molekul alkana. Substituen ini terbentuk dari penghilangan satu atom hidrogen dari suatu alkana, sehingga memungkinkan mereka untuk menempel pada rantai utama senyawa hidrokarbon. Nama substituen alkil diambil dari nama alkana terkait, dengan mengganti akhiran -ana menjadi -il. Contoh substituen alkil termasuk metil (CH₃-), etil (C₂H₅-), dan propil (C₃H₇-).

8. Jenis-Jenis Substituen Alkil

Metil (CH₃-): Substituen alkil yang terdiri dari satu atom karbon. Ini adalah substituen terkecil dan terbentuk dari metana (CH₄).

Etil (C₂H₅-): Substituen alkil yang terdiri dari dua atom karbon. Ini terbentuk dari etana (C₂H₆).

Propil (C₃H₇-): Substituen alkil yang terdiri dari tiga atom karbon. Ini terbentuk dari propana (C₃H₈).

Butil (C₄H₉-): Substituen yang terdiri dari empat atom karbon, terbentuk dari butana (C₄H₁₀).

9. Pengaruh Substituen Alkil terhadap Penamaan Alkana

Substituen alkil berperan penting dalam penamaan alkana karena mereka memberikan informasi tentang struktur cabang yang terikat pada rantai utama.  Berikut adalah langkah-langkah yang diikuti dalam penamaan alkana yang memiliki substituen alkil:

1) Identifikasi Rantai Karbon Terpanjang

Rantai karbon terpanjang dipilih sebagai rantai utama, dan substituen yang melekat pada rantai ini dianggap sebagai cabang. Nama alkana dasar diambil dari jumlah atom karbon dalam rantai utama tersebut.

2) Penomoran Rantai Utama

Atom karbon dalam rantai utama diberi nomor mulai dari ujung yang lebih dekat dengan cabang alkil (substituen). Penomoran ini penting agar posisi substituen dapat diberi nomor yang serendah mungkin.

3) Penulisan Nama Substituen

Setelah rantai utama dan penomorannya ditentukan, substituen alkil yang melekat pada rantai utama diberi nama dan lokasinya dicatat dengan angka. Jika ada lebih dari satu substituen yang sama, digunakan awalan seperti di- (dua), tri- (tiga), atau tetra- (empat).

Contoh:

2-metilbutana berarti ada satu substituen metil yang terletak di atom karbon kedua dari rantai utama butana (rantai karbon dengan empat atom).

3-etilheksana berarti terdapat substituen etil yang terikat pada atom karbon ketiga dari rantai utama heksana (rantai karbon dengan enam atom).

4) Aturan Urutan Abjad

Jika terdapat lebih dari satu jenis substituen yang berbeda, mereka ditulis dalam urutan abjad dalam nama senyawa, tanpa memperhatikan jumlahnya. Misalnya, dalam 3-etil-2-metilheksana, etil disebut lebih dulu daripada metil karena abjad “e” muncul sebelum “m”.

Contoh Penamaan Alkana dengan Substituen Alkil:

2,3-dimetilbutana: Terdapat dua gugus metil (CH₃-) yang terikat pada karbon nomor 2 dan nomor 3 dari rantai utama butana.

2-etil-4-metilheptana: Gugus etil terletak di karbon nomor 2 dan gugus metil di karbon nomor 4 dari rantai utama heptana.

 

10. Cara Penomoran Karbon pada Rantai Utama

Untuk menentukan penomoran atom karbon pada rantai utama dalam senyawa alkana, terdapat beberapa langkah dan aturan yang harus diikuti agar nama senyawa sesuai dengan tata nama IUPAC. Berikut adalah cara dan aturan yang digunakan:

1) Identifikasi Rantai Karbon Terpanjang (Rantai Utama)

Langkah pertama adalah menemukan rantai karbon terpanjang dalam molekul, yang disebut rantai utama. Rantai utama ini menentukan nama dasar alkana.

Jika terdapat dua atau lebih rantai dengan panjang yang sama, pilih rantai yang memiliki jumlah substituen atau cabang terbanyak.

2) Penomoran Dimulai dari Ujung yang Terdekat dengan Cabang

Penomoran atom karbon dimulai dari salah satu ujung rantai utama.

Pilih ujung yang memberikan nomor terkecil untuk substituen pertama atau gugus cabang yang melekat pada rantai utama.

Aturan ini bertujuan untuk memberi prioritas pada penomoran posisi substituen.

Misalnya, jika ada cabang alkil di karbon kedua dari satu ujung dan di karbon ketiga dari ujung yang lain, penomoran dimulai dari ujung yang lebih dekat dengan cabang pada karbon kedua.

3) Jika Substituen Ada pada Posisi yang Sama dari Kedua Ujung

Jika penomoran dari kedua ujung memberikan posisi substituen yang sama, pilih penomoran yang memberikan angka terkecil pada substituen berikutnya.

Misalnya, jika ada dua cabang di posisi 3 dari kedua ujung, pilih penomoran yang memberikan nomor lebih rendah pada cabang kedua.

4) Penomoran untuk Substituen yang Berbeda

Jika terdapat substituen yang berbeda, aturan yang sama tetap berlaku: beri penomoran yang menghasilkan angka terkecil untuk substituen dengan urutan abjad yang lebih rendah.

Sebagai contoh, jika ada gugus etil dan metil yang terikat di posisi yang memungkinkan penomoran sama, prioritas diberikan kepada substituen yang muncul lebih dulu dalam urutan abjad.

Contoh Penomoran:

2-metilbutana: Dalam molekul ini, rantai utama terdiri dari empat atom karbon (butana). Substituen metil terikat pada karbon nomor 2, sehingga penomoran dimulai dari ujung yang lebih dekat dengan substituen metil.

3-etil-2-metilheksana: Dalam molekul ini, rantai utama adalah heksana. Ada gugus etil di karbon nomor 3 dan gugus metil di karbon nomor 2, sehingga penomoran dimulai dari ujung yang memberikan posisi paling rendah untuk kedua substituen.

5) Multiple Substituents

Jika ada lebih dari satu substituen yang sama, digunakan awalan di-, tri-, tetra-, dan seterusnya untuk menunjukkan jumlah substituen.

Contoh: 2,2-dimetilbutana (dua gugus metil di karbon kedua).

 

Contoh Penamaan Alkana Sederhana dan Bercabang

Berikut adalah contoh penamaan alkana sederhana dan alkana bercabang menurut aturan IUPAC:

1. Alkana Sederhana

Alkana sederhana adalah alkana yang tidak memiliki cabang atau substituen. Mereka terdiri dari rantai karbon lurus dengan ikatan tunggal antara atom karbon.

Contoh:

1) Metana (CH₄)

Ini adalah alkana paling sederhana, terdiri dari satu atom karbon dan empat atom hidrogen.

2) Etana (C₂H₆)

Dua atom karbon terhubung dengan ikatan tunggal, dan masing-masing atom karbon terikat pada tiga atom hidrogen.

3) Propana (C₃H₈)

Terdiri dari tiga atom karbon yang terhubung dalam satu rantai lurus dengan ikatan tunggal. Setiap atom karbon diikat dengan jumlah atom hidrogen yang diperlukan untuk memenuhi aturan oktet.

2. Alkana Bercabang

Alkana bercabang adalah alkana yang memiliki satu atau lebih cabang alkil (substituen) yang terikat pada rantai karbon utama. Penamaan alkana bercabang lebih kompleks, mengikuti aturan IUPAC.

Contoh:

1) 2-metilpropana (C₄H₁₀)

Rantai utama terdiri dari tiga atom karbon (propana), dan ada satu gugus metil (CH₃-) yang terikat pada karbon nomor 2. Nama “2-metil” menunjukkan bahwa gugus metil terletak di atom karbon kedua dari rantai propana.

2) 3-metilpentana (C₆H₁₄)

Rantai utama adalah pentana (lima atom karbon). Ada gugus metil (CH₃-) yang menempel pada atom karbon nomor 3 dari rantai pentana. Penomoran dimulai dari ujung terdekat dengan cabang untuk memberikan nomor yang paling kecil pada substituen.

3) 2,2-dimetilbutana (C₆H₁₄)

Rantai utama adalah butana (empat atom karbon), dan ada dua gugus metil yang menempel pada karbon nomor 2. Karena ada dua gugus yang sama, digunakan awalan “di-” untuk menunjukkan jumlah cabang yang sama.

3. Langkah Penamaan Alkana Bercabang

Berikut adalah langkah penamaan alkana bercabang:

1) Pilih rantai karbon terpanjang sebagai rantai utama. Nama alkana diambil dari jumlah atom karbon dalam rantai utama ini.

2) Beri nomor pada atom karbon dalam rantai utama dari ujung yang lebih dekat dengan cabang.

3) Identifikasi substituen (seperti metil, etil, propil) dan letakkan nomornya sesuai posisi di rantai utama.

4) Jika ada lebih dari satu substituen yang sama, gunakan awalan seperti di-, tri-, dll., dan tulis posisi cabang-cabang tersebut.

 

Pengertian Alkana

Alkana merupakan kelompok senyawa kimia yang tergolong dalam hidrokarbon jenuh, yaitu senyawa yang hanya mengandung atom karbon (C) dan hidrogen (H). Istilah hidrokarbon jenuh merujuk pada struktur molekul di mana semua ikatan antara atom karbon adalah ikatan tunggal, dan setiap atom karbon terikat secara maksimal dengan atom hidrogen, tanpa adanya ikatan rangkap atau ikatan rangkap tiga.

Rumus umum alkana adalah CₙH₂ₙ₊₂, di mana n adalah jumlah atom karbon. Setiap atom karbon dalam alkana berikatan dengan empat atom lain melalui ikatan tunggal, menjadikan senyawa ini stabil secara kimia dan tidak reaktif dibandingkan hidrokarbon tak jenuh seperti alkena dan alkuna, yang mengandung ikatan rangkap.

 

Karakteristik Alkana

Karakteristik utama dari alkana sebagai hidrokarbon jenuh antara lain:

1. Stabilitas Kimia

Karena hanya memiliki ikatan tunggal (sigma bond), alkana lebih stabil secara kimia dan cenderung tidak mudah bereaksi, terutama dalam kondisi standar.

2. Nonpolar

Alkana bersifat nonpolar, karena perbedaan keelektronegatifan antara karbon dan hidrogen sangat kecil. Ini membuat alkana tidak larut dalam air, tetapi larut dalam pelarut nonpolar seperti minyak.

3. Sifat Fisik

Alkana yang lebih rendah (seperti metana, etana, propana) berbentuk gas pada suhu kamar, sementara alkana dengan rantai karbon yang lebih panjang bisa berbentuk cair atau padat.

4. Pembakaran

Alkana dapat mengalami reaksi pembakaran dengan oksigen, menghasilkan karbon dioksida (CO₂), air (H₂O), dan energi (panas). Oleh karena itu, alkana seperti metana sering digunakan sebagai bahan bakar.

 

Rumus Umum Alkana

Rumus umum alkana adalah berikut:

CₙH₂ₙ₊₂

Ket:

C mewakili atom karbon,

H mewakili atom hidrogen, dan

n adalah jumlah atom karbon dalam molekul tersebut.

Rumus ini berlaku untuk semua alkana, yang merupakan hidrokarbon jenuh, artinya mereka hanya memiliki ikatan tunggal antara atom karbon. Jumlah atom hidrogen dalam alkana selalu dua kali jumlah atom karbon, ditambah dua.

Rumus ini juga mencerminkan struktur alkana sebagai senyawa rantai terbuka (tidak bercabang atau melingkar), di mana atom karbon berada dalam ikatan tunggal dan jenuh dengan atom hidrogen.

Contoh:

Metana (CH₄): n = 1, sehingga jumlah hidrogen = 2(1) + 2 = 4.

Etana (C₂H₆): n = 2, jumlah hidrogen = 2(2) + 2 = 6.

Propana (C₃H₈): n = 3, jumlah hidrogen = 2(3) + 2 = 8.

Dalam alkana, ikatan tunggal terjadi antara atom karbon (C) dan atom hidrogen (H), serta antar atom karbon itu sendiri. Ikatan tunggal ini adalah jenis ikatan kovalen di mana dua atom berbagi satu pasang elektron.

Setiap atom karbon dalam alkana membentuk empat ikatan tunggal, sesuai dengan aturan oktet yang menyatakan bahwa atom cenderung berbagi elektron untuk mencapai delapan elektron di kulit terluar.

 

Ikatan Tunggal dalam Alkana

Berikut adalah ikatan tunggal dalam alkana:

1. Ikatan antara Atom Karbon (C-C)

Setiap atom karbon dalam alkana terhubung satu sama lain melalui satu ikatan tunggal. Misalnya, dalam etana (C₂H₆), dua atom karbon terhubung oleh satu ikatan tunggal.

2. Ikatan antara Karbon dan Hidrogen (C-H)

Atom karbon juga membentuk ikatan tunggal dengan atom hidrogen, di mana setiap karbon terikat dengan atom hidrogen secukupnya untuk memenuhi aturan oktet.

Contoh

Dalam metana (CH₄), atom karbon membentuk empat ikatan tunggal dengan empat atom hidrogen.

Dalam propana (C₃H₈), dua atom karbon tengah membentuk ikatan C-C, sedangkan setiap atom karbon terikat dengan atom hidrogen untuk memenuhi jumlah total ikatan yang dibutuhkan.

 

Karakteristik Ikatan Tunggal dalam Alkana

Ikatan tunggal dalam alkana memiliki beberapa karakteristik, yaitu:

1. Stabilitas tinggi

Ikatan tunggal dalam alkana sangat stabil, sehingga alkana adalah senyawa yang kurang reaktif dibandingkan hidrokarbon lain seperti alkena (yang memiliki ikatan rangkap dua) dan alkuna (yang memiliki ikatan rangkap tiga).

2. Fleksibilitas Struktur

Ikatan tunggal memungkinkan atom karbon berputar di sekitar poros ikatannya, memberikan alkana struktur yang lebih fleksibel.

3. Non-Polaritas

Disebabkan perbedaan elektronegativitas antara karbon dan hidrogen kecil, ikatan C-H bersifat non-polar, sehingga alkana juga bersifat non-polar dan tidak larut dalam air.

Secara keseluruhan, ikatan tunggal dalam alkana membuat mereka sangat stabil, sehingga sering digunakan sebagai bahan bakar dalam kehidupan sehari-hari (seperti gas propana, butana, dan metana).

 

Dengan memahami tata nama alkana, Grameds dapat mengaplikasinya dalam berbagai bidang, mulai dari industri hingga penelitian. Kamu bisa membaca koleksi buku kimia di Gramedia.com untuk mendapat penjelasan lebih lengkap. Dapatkan segera bukunya, ya, Grameds.