NOTA PENERANGAN USC2122 BAB 2

BAB 2:
HIDROKARBON

2.0 HIDROKARBON
2.1 Hidrokarbon

2.1.1 Menyatakan maksud hidrokarbon.
2.1.2 Menjelaskan hidrokarbon kepada :

a) alifatik dan aromatik.
b) tepu dan tak tepu.

2.2 Alkana

2.2.1 Menyatakan formula umum alkana
2.2.2 Melukis struktur dan nama sebatian berdasarkan tatanama IUPAC bagi rantai lurus dan cabang

2.2.3 isomer.
Menerangkan ciri-ciri fizikal alkana:

i) takat didih – berat molekul, isomer.
ii) Keterlarutan dalam air dan pelarut organik.

2.3 Alkena

2.3.1 Menerangkan alkena sebagai hidrokarbon tak tepu dengan formula umum .
2.3.2 Melukis struktur dan nama sebatian berdasarkan tatanama IUPAC bagi rantai lurus dan cabang
isomer.
2.3.3 Menerangkan penghasilan alkena melalui pendehidratan alkohol.

USC2122 / 1

2.1 PENGELASAN HIDROKARBON

2.1.1 Menyatakan Maksud Hidrokarbon
1. Hidrokarbon ialah sebatian yang mengandungi unsur karbon dan hidrogen sahaja.
2. Sumber utama hidrokarbon ialah petroleum dan gas asli.
3. Petroleum dan gas asli ini berasal daripada pereputan bangkai haiwan dan
tumbuhan.

2.1.2 Mengelaskan Hidrokarbon
1. Hidrokarbon boleh dibahagikan kepada empat kumpulan iaitu ; alkana, alkena,
alkuna dan hidrokarbon aromatik.
2. Alkana, alkena dan alkuna dikenali sebagai hidrokarbon alifatik .
i. Hidrokarbon alifatik adalah sebatian yang mengandungi atom karbon dan hidrogen
yang diikat secara rantai lurus, rantai bercabang atau bukan gelang.
ii. Hidrokarbon aromatik ialah sebatian yang mengandungi gelang / cincin benzene
dalam strukturnya.

Hidrokarbon

Alkana Alkena Alkuna Aromatk
(memp. Ikatan C C) (memp. Gelang
(memp.ikatan C-C) ( memp.ikatan C=C)
Benzena)

Alifatik hidrokarbon

iii. Alkana disebut hidrokarbon tepu. Sebatian ini mempunyai ikatan kovalen tunggal
dan unsur-unsur lain tidak boleh ditambahkan lagi kepada rantai karbonnya.

iv. Alkena dan alkuna disebut hidrokarbon tak tepu. Sebatian tak tepu mempunyai
sekurang-kurangnya satu ikatan ganda dua atau ganda tiga. Sebatian tak tepu
masih boleh mengambil unsur-unsur lain untuk dimasukkan ke dalam rantainya
USC2122 / 2

2.2 ALKANA

2.2.1 Menyatakan Maksud Umum Alkana
1. Formula umum alkana ; CnH2n + 2 ; ( n=1,2,3.............)
2. Hujungan nama alkana ( -ana)
3. Merupakan hidrokarbon tepu kerana hanya mengandungi ikatan tunggal .
4. Juga dikenali sebagai hidrokarbon parafin.
5. Contoh-contoh alkana;

Bil.karbon (n) Formula Nama alkana Takat didih(oC) Keadaan fizik pada
Suhu bilik
1 CH4 metana -162 Gas
2 C2H6 etana -89 Gas
3 C3H8 propana -42 Gas
4 C4H10 butana -0.5 Gas
5 C5H12 pentana 36 Cecair
6 C6H14 heksana 69 cecair

2.2.2 Melukis Struktur Dan Nama Sebatian Berdasarkan Tatanama IUPAC, International
Union of Pure and Applied Chemistry Bagi Rantai Lurus Dan Cabang Isomer

TATACARA PENAMAAN RANTAI CABANG BAGI ALKANA

1. Pilih rantai karbon yang terpanjang dan dijadikan induk.

2. Nomborkan atom-atom karbon bermula dari yang terdekat dengan kumpulan
bercabang.

3. Kumpulan bercabang yang terikat kepada rantai utama dinamakan dengan menggantikan
imbuhan akhiran –ana dengan –il. Kumpulan seperti ini disebut kumpulan alkil dan
mempunyai formula am CnH2n+1. Contoh-contoh biasa ialah metil, CH3―; etil, C2H5―; propil,
CH3CH2CH2―.

4. Jika kumpulan bercabang yang sama berlaku dua atau tiga kali, imbuhan yang sesuai dan
nombor digunakan untuk menandakan nombor kumpulan bercabang. Imbuhan untuk
kumpulan bercabang ditunjukkan dalam jadual berikut.

Bilangan kumpulan serbasama Dua Tiga Empat Lima Enam
Imbuhan digunakan untuk menunjukkan Di- Tri- Tetra- Penta- Heksa-
bilangan

5. Penamaan dimulakan dengan nombor karbon dimana terdapatnya cabang, diikuti nama
cabang dan akhirnya nama rantai induk

Contoh; Cabang – CH3 disebut metil, maka nama
struktur di atas ialah: 2-metil pentana.
5 4321
CH3 – CH2 – CH2 – CH — CH3

CH3

USC2122 / 3

Struktur dan nama alkana (mengikut tatanama IUPAC).
a. rantai lurus ;

n-metana n-etana n- propana n- butana

n-pentana n-hexana
b. cabang isomer;

Metil propana
merupakan struktur bagi
isomer butana

2 - Metil propana

Struktur 2-metilbutana

dan dimetilpropana

adalah merupakan

isomer bagi pentana.

2- metilbutana 2,2-dimetilpropana /
dimetilpropana

USC2122 / 4

Isomer ialah molekul-molekul yang mempunyai susunan atom yang
berbeza dimana formulanya adalah sama @ Formula molekul sama
tetapi formula struktur yang berbeza.

2.2.3 Ciri – Ciri Fizikal Alkana

1. Alkana tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik. Alkana tidak larut dalam air
kerana kekutubannya paling rendah dan akidatnya tidak dapat membentuk ikatan hidrogen
(Pelarut organik seperti toluena, eter dan benzena) Cadangan tunjukcara / eksperimen:
➢ Heksana dicampurkan dengan air dan digoncang kemudian biarkan seketika.
Didapati terbentuk dua lapisan iaitu: lapisan atas ialah heksana dan lapisan
bawah ialah air. Ini menunjukkan heksana / alkana tidak larut dalam air.
➢ Heksana dicampurkan dengan toluena dan digoncang, kemudian biarkan
seketika. Dua lapisan cecair tidak akan terbentuk. Ini menunjukkan heksana larut
dalam toluena / pelarut organik.

2. Alkana terdiri daripada molekul-molekul yang neutral, maka alkana tidak mengkonduksi
elektrik.

3. Takat didih alkana bertambah apabila jisim molekul bertambah.
➢ Empat alkana rantai lurus yang pertama ialah gas. Hidrokarbon C5 – C18 adalah
cecair pada suhu bilik (takat lebur < 28 °C) dan sebatian yang mengandungi lebih
daripada C18 adalah pepejal pada suhu bilik.
➢ Takat didih alkana rantai lurus menunjukkan penambahan teratur (kira-kira 20 – 30
°C) dengan penambahan setiap kumpulan metilena (−CH2−) yang baru.
➢ Rajah berikut menunjukkan penambahan takat didih dengan bilangan atom karbon.
Penambahan takat didih ini disebabkan oleh penambahan daya tarikan van der
Waals di antara molekul apabila saiz molekul bertambah.

USC2122 / 5

➢ Alkana rantai bercabang tidak menunjukkan perubahan bertingkat-tingkat yang tetap
bagi sifat-sifat fiziknya seperti alkana rantai lurus. Perubahan dalam struktur molekul
terlalu besar untuk trend menjadi ketara.

➢ Namun demikian, dalam sebarang satu set hidrokarbon isomerik, kesan bercabang
ialah untuk menambahkan kemeruapan dan menurunkan takat didih; lebih banyak
cabang, lebih rendah takat didihnya. Hal ini dapat dilihat dari data dalam jadual
berikut yang memberikan sifat-sifat fizik lima isomer heksana.

Isomer Struktur Takat didih Takat lebur Ketumpatan / g cm-3
Heksana
3-metil-pentana / °C / °C

2-metil-pentana 68.7 -94 0.659

2,3-dimetilbutana 63.3 -118 0.64

2,2-dimetilbutana 60.3 -154 0.653

58.0 -129 0.661

49.7 -98 0.649

4. Ketumpatan alkana bertambah apabila jisim molekul bertambah.
Penerangan :
Jisim molekul bertambah, daya tarikan antara molekul-molekul bertambah kuat.
Molekul-molekul menjadi semakin rapat, maka ketumpatan bertambah.

USC2122 / 6

2.3 ALKENA

2.3.1 Menerangkan Alkena Sebagai Hidrokarbon Tidak Tepu Dengan Formula Umum

1. Formula umum alkena ; CnH2n ( n=,2,3.............)
2. Hujungan nama alkena ( -ena)
3. Merupakan hidrokarbon tak tepu kerana mengandungi sekurang-kurangnya satu

ikatan ganda dua (ikatan dubel).
4. Contoh-contoh alkena;

Bil.karbon (n) Formula Nama alkana Takat didih(oC) Keadaan fizik pada
Suhu bilik
2 C2H4 etena -104 Gas
3 C3H6 propena -47 Gas
4 C4H8 butena -6 Gas
5 C5H10 pentena 30 Cecair
6 C6H12 heksena 64 Cecair

2.3.2 Melukis Struktur Dan Nama Sebatian Berdasarkan Tatanam IUPAC bagi Rantai
Lurus dan Cabang Isomer

TATACARA PENAMAAN RANTAI CABANG BAGI ALKENA

1. Pilih rantai karbon terpanjang yang mengandungi ikatan ganda dua, dan
jadikan rantai induk. Tentukan nama induk.

2. Nomborkan karbon dalam rantai induk bermula dari yang terdekat dengan
ikatan ganda dua.

3. Namakan rantai berterusan terpanjang seperti bagi alkana tetapi tukar akhiran ‘ana’
kepada ‘ena’

4. Namakan atom-atom karbon dalam rantai berterusan yang terpanjang supaya atom-

atom karbon ikatan ganda dua mempunyai nombor terendah yang mungkin.

5. Tunjukkan kedudukan ikatan ganda dua dengan memberikan nombor yang terkecil.

CH3CH2CH=CH2 H3C CH2

C

H3C

But-1-ena @ 1-butena 2-metilpropena

USC2122 / 7

Struktur dan nama alkena (mengikut tatanama IUPAC)
a) rantai lurus ;.

Etena But -1-ena

Pent-1-ena Heks-1-ena

- Terdapat juga struktur alkena rantai lurus lain (yang merupakan isomer).
- Contoh 1;

but-2-ena But-2-ena adalah merupakan
- Contoh 2; isomer bagi but-1-ena.
Pent-2-ena merupakan isomer
pent-2-ena bagi pent-1-ena.

USC2122 / 8

b) cabang isomer; 2-metilprop-1-ena adalah isomer kepada
2- metilprop-1-ena but-1-ena.
3-metilbut-1-ena dan 2-metilbut-2-ena
adalah isomer kepada pent-1-ena.

3-metilbut-1-ena 2-metilbut-2-ena

2.3.3 Menerangkan Penghasilan Alkena Melalui Pendehidratan Alkohol

❖ Etanol boleh di dehidratkan untuk membentuk etena.
❖ Apabila molekul yang hilang dalam tindak balas penyingkiran ialah air (HOH), tindak balas

dikenali sebagai tindak balas pendehidratan.

❖ Proses pendehidratan boleh dilakukan melalui dua cara;
a) Secara memanaskan etanol bersama asid sulfurik pekat yang berlebihan.

Etanol Asid sulfurik etena
- air

b) Secara mengalirkan wap etanol melalui aluminium oksida atau periuk telap yang panas.
➢ Pada mulanya periuk telap dipanaskan dengan kuat.
➢ Kemudian kapas asbestos yang dibasahi dengan etanol dipanaskan.
➢ Ketika ini , pendehidratan berlaku dan gas etena dikumpulkan.
USC2122 / 9

➢ Gas etena yang dikumpulkan mempunyai sifat-sifat berikut;
i) Berbau wangi
ii) Mudah terbakar dengan nyala kuning dan berjelaga
iii) Melunturkan warna perang air bromin
iv) Melunturkan warna ungu larutan kalium permanganat.

USC2122 / 10

Langkah-langkah:
Pendehidratan alkohol kepada alkena juga boleh dilakukan dengan menggunakan asid sulfurik
pekat yang berlebihan pada suhu 180°C.

Etanol dapat didehidratkan kepada etena secara berikut:
1. 50 cm3 etanol dimasukkan ke dalam sebuah kelalang bertapak bulat.
2. 100 cm3 asid sulfurik pekat (berlebihan) dicampurkan dengan perlahan-lahan.
3. Radas seperti yang ditunjukkan dalam rajah di atas disediakan.
4. Campuran dalam kelalang itu dipanaskan sehingga suhu 180°C.
5. Pada suhu ini, etanol didehidratkan kepada etena.
6. Gas etena dikutipkan dengan kaedah sesaran air ke bawah.

❖ Bagi sesetengah alkohol, molekul-molekul H2O mungkin kehilangan dengan lebih daripada
satu cara. Misalnya, bagi butan-2-ol, but-1-ena atau but-2-ena dapat terbentuk dengan
penyingkiran air.

❖ Mengikut peraturan Saytzeff, alkena yang mengandungi bilangan kumpulan alkil yang lebih
banyak adalah hasil utama. Jadi, pendehidratan butan-2-ol menghasilkan but-2-ena sebagai
hasil utama.

❖ Selain asid Bronsted-Lowry seperti asid sulfurik dan asid fosforik (V), asid Lewis seperti
aluminium oksida juga boleh digunakan untuk menyingkirkan air daripada alkohol dalam
bentuk wap.

❖ Dalam kaedah ini, wap alkohol dilalukan ke atas aluminium oksida yang dipanaskan pada
suhu kira-kira 360 °C seperti yang ditunjukkan pada rajah di bawah.

USC2122 / 11