Sebatian Karbon

Alkohol

by

Revision Notes

Formula Am: CnH2n+1OH, n = 1, 2, 3, …….

Kumpulan Berfungsi:

Hidroksil

3 Ahli Utama:

Alkohol adalah sebatian di mana satu atau lebih atom hidrogen dalam alkana telah digantikan oleh kumpulan -OH.

Penamaan Alkohol

  1. Semua ahli homolog alkohol mempunyai akhiran ‘anol’. Sebagai contoh, metanol, etanol, propanol ……
  2. Penamaan alkohol adalah sama seperti alkana, berdasarkan bilangan atom karbon dalam molekul, tetapi akhiran ‘ana’ dalam penamaan alkana digantikan dengan akhiran ‘anol’.
  3. Kedudukan kumpulan alkil dan hidroksil yang terikat pada rantai karbon ditunjukkan dengan penomboran atom karbon.
  4. Kumpulan hidroksil mesti selalu mendapat nombor terkecil yang mungkin.

Contoh 1

(Propan-2-ol)

Rantai paling panjang: 3 carbon (propanol)
Kedudukan kumpulan hidroksil: 2
Alkil: –

Contoh 2

(Pentan-1-ol)

Rantai paling panjang: 5 carbon (pentanol)
Kedudukan kumpulan hidroksil: 1
Alkil: –

Contoh 3

(2-metilpropan-2-ol)

Rantai paling panjang: 3 carbon (propanol)
Kedudukan kumpulan hidroksil: 2
Alkil: Metil di karbon ke-2

Contoh 4

(3-metilbutan-1-ol)

Rantai paling panjang: 4 carbon (butanol)
Kedudukan kumpulan hidroksil: 1
Alkil: Metil di karbon-3

Contoh 5

(2,2-dimetilpropan-1-ol)

Rantai paling panjang: 3 carbon (propanol)
Kedudukan kumpulan hidroksil: 1
Alkil: 2 Metil, kedua-dua di karbon ke-2

Kegunaan Alkohol

Alkohol boleh digunakan sebagai
  1. Minuman
  2. Bahan api
  3. Pelarut
  4. Antiseptik

Perbandingan Sifat-sifat Alkana dan Alkena

by

Jadual di bawah menunjukkan perbezaan antara alkana dan alkena.

AlkanaAlkena
Formula amCnH2n+2CnH2n
Jenis hidrocarbonTepuTidak tepu
PembakaranSedikit jelagaLebih banyak jelaga
Tindak balas dengan cecair brominTiada perubahan diperhatikanWarna perang air bromin menjadi tidak berwarna
Tindak balas dengan kalium permanganat (VII)Tiada perubahan diperhatikanWarna ungu kalium permanganat (VII) menjadi tidak berwarna

Sifat-sifat Kimia Alkena

by
  1. Alkena lebih reaktif daripada alkana dalam tindak balas kimia.
  2. Ini kerana alkena adalah hidrokarbon tak tepu yang mempunyai ikatan ganda dua, C=C, di antara dua atom karbon.
  3. Hampir semua tindak balas kimia alkena berlaku pada ikatan ganda dua ini..
  4. Alkenes boleh menjalani:
    1. Tindak balas pembakaran
    2. Tindak balas penambahan
    3. Tindak balas pempolimeran

Pembakaran Alkena

Pembakaran Alkena

  1. Seperti hidrokarbon lain, alkena terbakar dalam udara atau oksigen.
  2. Seperti alkana,
    1. Alkena terbakar lengkap dalam oksigen yang mencukupi untuk menghasilkan karbon dioksida dan air.
    2. Pembakaran alkena tidak lengkap dalam bekalan oksigen yang terhad untuk menghasilkan karbon monoksida, karbon (dalam bentuk jelaga) dan air.

Contoh
Pembakaran lengkap etena

C2H4 + 3O2 → 2CO2 + 2H2O

Pembakaran tidak lengkap etena

C2H4 + 2O2 → 2CO + 2H2O
C2H4 + O2 → 2C + 2H2O

Pembakaran alkena menjadi lebih sukar dan menghasilkan lebih banyak jelaga apabila saiz molekul alkena meningkat.

Peratus Karbon

Contoh
Cari dan bandingkan peratusan karbon etena, propene dan butena. [Jisim atom relatif: C = 12, H = 1]
Jawapan:
Peratus karbon etena (C2H4)
\[\begin{gathered}
{\text{Peratus karbon}} \hfill \\
{\text{ = }}\frac{{2\left( {{\text{12}}} \right)}}{{2\left( {{\text{12}}} \right){\text{ + 4}}\left( 1 \right)}} \times 100\% \hfill \\
= 85.7\% \hfill \\
\end{gathered} \]
Peratus karbon propena (C3H6)
\[\begin{gathered}
{\text{Peratus karbon}} \hfill \\
{\text{ = }}\frac{{3\left( {{\text{12}}} \right)}}{{3\left( {{\text{12}}} \right){\text{ + 6}}\left( 1 \right)}} \times 100\% \hfill \\
= 85.7\% \hfill \\
\end{gathered} \]
Peratus karbon butena (C4H8)
\[\begin{gathered}
{\text{Peratus karbon}} \hfill \\
{\text{ = }}\frac{{4\left( {{\text{12}}} \right)}}{{4\left( {{\text{12}}} \right){\text{ + 8}}\left( 1 \right)}} \times 100\% \hfill \\
= 85.7\% \hfill \\
\end{gathered} \]
Nota::
Semua alkenes mempunyai peratusan karbon yang sama.

Contoh
Cari dan bandingkan peratusan karbon heksana dan heksena.
[Jisim atom relatif: C = 12, H = 1]
Jawapan:
Peratus karbon keksana (C6H14)
\[\begin{gathered}
{\text{Peratus karbon}} \hfill \\
{\text{ = }}\frac{{6\left( {{\text{12}}} \right)}}{{6\left( {{\text{12}}} \right){\text{ + 14}}\left( 1 \right)}} \times 100\% \hfill \\
= 83.7\% \hfill \\
\end{gathered} \]
Peratus karbon heksena (C6H12) = 85.7% (rujuk kepada contoh di atas)

Nota:

  1. Peratusan karbon alkena lebih tinggi berbanding dengan alkana yang mempunyai bilangan karbon per molekul yang sama.
  2. Oleh itu, pembakaran alkena akan menghasilkan api yang lebih berjelaga berbanding dengan alkana yang setara.
  3. Alkena mempunyai peratusan karbon yang lebih tinggi berbanding dengan alkana yang setara.

Tindak Balas Penambahan

Tindak Balas Penambahan Alkena
  1. Alkena ialah hidrokarbon tak tepu, oleh itu ia boleh mengalami tindak balas penambahan.
  2. Tindak balas penambahan berlaku apabila atom-atom lain ditambah kepada atom karbon dalam ikatan ganda dua, -C=C- untuk membentuk satu ikatan kovalen tunggal.

Contoh,

Alkena boleh menjalani tindak balas penambahan dengan

  1. Halogen
  2. Stim
  3. Hidrogen
  4. Hidrogen halida
  5. Kalium permanganat (VII)

Penghidrogenan Alkena

  1. Alkena boleh bertindak balas dengan gas hidrogen.
  2. Proses ini juga dipanggil penghidrogenan.

Persamaan:

Nota:

  1. Tindak balas ini ialah satu tindak balas yang menukar hidrokarbon tak tepu kepada hidrokarbon tepu.
  2. Keadaan untuk tindak balas:
    1. Mangkin: Platinum / nikel
    2. Suhu: 180ºC
  3. Ini adalah proses yang digunakan untuk menghasil marjerin.
Tindak balas Alkena dengan Hidrogen Halida

Alkena bertindak balas dengan hidrogen halida (seperti hidrogen klorida, hidrogen bromida dan hidrogen iodida) pada suhu bilik untuk menghasilkan sebatian organik tepu yang dipanggil halogenoalkana.

Etena Bertindak dengan Hidrogen Klorida

(Etena bertindak balas dengan hidrogen klorida menghasilkan kloroetana.))

Etena Bertindak dengan Hidrogen Bromida

(Etena bertindak balas dengan hidrogen bromin menghasilkan bromoetana)

Etena Bertindak dengan Hidrogen Iodida

(Etena bertindak balas dengan hidrogen iodida menghasilkan iodoetena.)
Penghalogenan Alkena
  1. Alkena menjalani tindak balas penambahan dengan halogen seperti fluorin, klorin, bromin dan iodin.
  2. Oleh kerana ini adalah tindak balas dengan halogen, maka ia juga dikenali sebagai tindak balas penghalogenan.
  3. Persamaan di bawah menunjukkan tindak balas tambahan antara etena dan bromin.

Nota
  1. Apabila gas etena disalur ke dalam cecair bromin, warna perang bromin berubah menjadi tidak berwarna.
  2. Bahan yang dihasilkan ialah 1,2-dibromoethane.
  3. Jika gas klorin digunakan dan bukannya bromin, warna kuning air klorin akan dilunturkan.
Penghidratan Alkena
  1. Alkena boleh bertindak balas dengan stim (air) untuk menghasilkan alkohol.
  2. Proses ini merupakan tindak balas penambahan.
  3. Ia juga dikenali sebagai tindak balas penghidratan.
  4. Persamaan di bawah menunjukkan tindak balas penambahan etena dengan stim.

Nota
  1. Alkena berubah menjadi alkohol
  2. Keadaan tindak balas adalah seperti berikut:
    1. Pemangkin: Asid fosforik
    2. Suhu: 300ºC
    3. Tekanan: 60 atm
  3. Alkohol boleh diubah kembali kepada alkena melalui tindak balas pendehidratan.
Pengoksidaan Alkena
  1. Alkena juga boleh bertindak balas dengan agen pengoksida seperti kalium permanganate (VII) untuk menghasilkan diol.
  2. Diol adalah alkohol dengan 2 kumpulan hidroksil (-OH).
  3. Proses ini merupakan tindak balas penambahan.
  4. Persamaan kimia di bawah menunjukkan tindak balas pengoksidaan (juga tindak balas penambahan) antara etena dan kalium permanganat (VII).

Nota:
  1. Dalam tindak balas ini, kita menggunakan simbol  [O], untuk mewakili agen pengoksidaan.
  2. Bahan yang dihasilkan adalah etan-1,2-diol.
  3. Semasa tindak balas, warna ungu larutan kalium manganate (VII) berasid berubah menjadi tidak berwarna.

Pempolimeran

  1. Pempolimeran ialah proses menggabungkan molekul monomer dalam tindak balas kimia untuk membentuk rantai polimer yang panjang.
  2. Molekul alkena boleh bergabung bersama melalui tindak balas penambahan untuk membentuk polimer rantaian panjang.
  3. Dalam tindak balas, molekul alkena menjalani tindak balas penambahan pada suhu 200 ° C dan tekanan 1200 atm.
  4. Beribu-ribu molekul alkena bergabung bersama untuk membentuk molekul rantaian panjang dipanggil poli (etena) – biasanya dipanggil politena.

Sifat-sifat Fizik Alkena

by
  1. Alkena ialah sebatian kovalen yang terdiri daripada molekul-molekul ringkas.
  2. Molekul-molekul alkena ditarik oleh daya tarikan Van der Waals yang lemah (daya intermolekul).
  3. Sebagai sebatian kovalen, sifat-sifat fizik alkena adalah serupa dengan alkana.

Takat Didih

Penting!
3 alkena pertama adalah gas.
Takat lebur dan takat didih meningkat apabila bilangan karbon per molekul meningkat. (Anda juga mesti tahu penerangannya).

  1. Alkena mempunyai takat lebur dan takat didih yang rendah, disebabkan daya intermoleku yang lemah.
  2. Pada suhu bilik, etena, propena dan butena wujud sebagai gas manakala pentena ke dekena wujud sebagai cecair.
  3. Seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, takat didih alkena meningkat apabila bilangan atom karbon per molekul meningkat.
  4. Ini kerana apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah, saiz molekul meningkat, dengan  itu daya antara molekul meningkat.
  5. Akibatnya, tenaga haba yang lebih banyak diperlukan untuk mengatasi daya ini semasa lebur dan mendidih, dan oleh itu kenaikan dan titik didih meningkat.

Takat Didih Alkena Berbanding Dengan Alkana

  1. Seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas, alkena mempunyai takat didih yang lebih rendah daripada alkana yang mempunyai bilangan karbon yang sama dalam molekulnya.
  2. Ini kerana alkena mempunyai bilangan elektron yang kurang bagi setiap molekul berbanding dengan alkana yang setara (yang mempunyai bilangan karbon yang sama bagi satu molekul).
  3. Akibatnya, daya intermolekul dalam alkena lebih rendah daripada alkana yang setara.

Penting!

Kekuatan daya Van der Waals bergantung kepada bilangan elektron dan bentuk molekul. Lebih banyak elektron → Kekuatan daya Van der Waals lebih kuat

Mesti Tahu!
Alkena mempunyai takat didih yang lebih rendah berbanding dengan alkana yang mempunyai bilangan karbon yang sama dalam molekulnya.

Keterlarutan dan Konduksian

  1. Sama seperti kebanyakan sebatian kovalen yang lain, alkena tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik.
  2. Alkena tidak mengkonduksikan elektrik kerana tidak mempunyai ion-ion bergerak bebas di dalamnya.

Ketumpatan

  1. Ketumpatan alkena adalah rendah (lebih rendah daripada air).
  2. Bagaimanapun, ketumpatan alkena meningkat apabila bilangan atom karbon per molekul meningkat.

Alkena

by

Revision Notes

Formula am: CnH2n, n = 2, 3, 4, ….

Kumpulan berfungsi:

Ikatan Ganda dua

3 ahli pertama:


 
  1. Alkena ialah hidrokarbon tak tepu.
  2. Alkena adalah keluarga hidrokarbon (sebatian yang mengandungi karbon dan hidrogen sahaja) yang mengandungi ikatan karbon-karbon ganda dua. Oleh itu, alkena adalah hidrokarbon tak tepu.
  3. Formula kimia am alkena ialah CnH2n di mana n = 2, 3, ….
  4. Tiada alkena berkarbon tunggal kerana ia memerlukan sekurang-kurangnya 2 karbon untuk membentuk ikatan ganda dua. Oleh itu, ‘metena’ tidak wujud.

Penamaan Alkena

  1. Sama seperti alkana, nama alkena berantai lurus juga terdiri daripada dua bahagian, imbuhan dan akhiran.
  2. Bagi bahagian imbuhan, kami menggunakan kod yang sama  seperti alkana. Bagi bahagian akhiran, akhiran semua alkena ialah ‘ena’.
  3. Jadual di bawah menunjukkan formula molekul dan nama bagi enam alkena pertama.
FormulaNama
C2H4Etena
C3H6Propena
C4H8Butena
C5H10Pentena
C6H12Heksena
C7H14Heptena

Keisomeran

by

Keisomeran

  1. Isomer ialah sebatian yang mempunyai formula molekul yang sama tetapi formula struktur yang berlainan. 
    Contoh 2 isomer butana
    (The 2 molecules have same molecular formulae but different structural formulae)
  2. Isomers have different physical properties because they have different molecular structures.
  3. However, isomers have the same chemical properties because they belong to the same homologous series.

Formula Struktur

by

Formula Molekul dan Formula Struktur

  1. Formula molekul ialah formula kimia yang menunjukkan bilangan setiap jenis atom unsur yang sebenarnya terdapat di dalam satu molekul.  Contohnya, formula molekul etanol ialah CH3COOH.
  2. Formula struktur ialah formula yang menunjukkan cara atom atom dalam suatu molekul diikat antara satu dengan yang lain melalui ikatan kovalen. Contohnya, formula struktur etanol ialah

Menulis formula struktur 

Hukum-hukum yang perlu dipatuhi

  1. Semua atom diikat bersama oleh ikatan kovalen yang diwakili oleh garis lurus. Ikatan itu mungkin ikatan tunggal, ikatan ganda dua atau ikatan ganda tiga.
  2. Bilangan ikatan kovalen yang ada pada setiap atom adalah seperti berikut
    1. Hidrogen: 1 ikatan
    2. Karbon: 4 ikatan
    3. Oksigen: 2 ikatan

Langkah-langkah menulis formula struktur alkana:

Langkah 1: Tentukan bilangan karbon di dalam molekul ( katakan tiga atom karbon)
Langkah 2: Lukis semua atom karbon dalam satu baris kemudian melukis ikatan-ikatan kovalen yang menyambung atom-atom karbon itu

Langkah 3: Lengkapkan ikatan di atom-atom karbon supaya setiap atom karbon mempunyai 4 ikatan kovalen

Langkah 4: Lengkapkan atom-atom hidrogen di hujung setiap ikatan kovalen yang tidak terikat.

Langkah 5: Pastikan setiap atom karbon mempunyai 4 ikatan kovalen tunggal dan setiap hidrogen mempunyai satu ikatan kovalen tunggal.

Siri Homolog

by
    1. Siri homolog ialah satu kumpulan sebatian organik yang mempunyai kumpulan berfungsi yang sama dengan setiap ahli dalam siri itu berbeza dengan ahli yang berikutnya dengan satu kumpulan -CH2.
    2. Ahli-ahli di dalam satu Siri homolog menunjukkan sifat-sifat berikut:
      1. mempunyai formula am yang sama
      2. berbeza daripada ahli seterusnya dengan satu kumpulan -CH2
      3. boleh disediakan dengan kaedah yang sama. Contohnya semua alkena boleh disediakan daripada tindak balas pendehidratan alkohol.
        Penyediaan Etena (Pendehidratan etanol):

        C2H5OH → C2H4 + H2O

        Penyediaan Propena (Pendehidratan propanol)

        C3H7OH → C3H8 + H2O

      4. mempunyai sifat fizik yang berbeza
      5. mempunyai sifat kimia yang sama kerana mempunyai kumpulan berfungsi yang sama. 
    3. Berikut ialah siri homolog yang akan dikaji di dalam silibus SPM
      1. Alkana: CnH2n+2
      2. Alkena: CnH2n
      3. Alkohol: CnH2n+1OH
      4. Asid Karboksilik : CnH2n+1COOH
      5. Ester: CnH2n+1COOCmH2m+1

    Kumpulan Berfungsi

    1. Kumpulan berfungsi ialah satu atom atau sekumpulan atom atau ikatan yang mengambil bahagian dalam tindak balas kimia dan menentukan sifat kimia sebatian itu.
    2. Ahli-ahli daripada siri homolog yang sama mempunyai sifat kimia yang sama kerana mempunyai kumpulan berfungsi yang sama di dalam molekulnya.
    3. Jadual di bawah menunjukkan Siri homolog dengan formula am dan kumpulan fungsinya masing-masing
    Sebatian KarbonFormula AmKumpulan Berfungsi
    AlkanaCnH2n+2Ikatan tunggal karbon-karbon
    – C – C –
    AlkenaCnH2nIkatan ganda dua karbon-karbon
    – C = C –
    AlkoholCnH2n+1OHKumpulan hidroksil
    – OH
    Asid KarboksilikCnH2n+1COOHKumpulan karboksil
    – COOH
    EsterCnH2n+1
    -COOCmH2m+1    		Kumpulan karboksilat
    – COO –