Siapa sih di sini yang pernah melihat proses pembuatan adonan donat? Tahukah kamu jika satu jenis adonan donat bisa digunakan untuk membuat beberapa hidangan, lho. Misalnya saja, donat ring, donat bomboloni, roti tawar, corn dog, pizza, croissant, dan masih banyak lainnya. Artinya, hidangan-hidangan tersebut memiliki adonan dasar yang sama namun bentuknya berbeda. Ternyata hal semacam itu juga berlaku di Kimia. Suatu molekul dengan rumus kimia yang sama bisa memiliki bentuk struktur yang berbeda atau umum disebut isomer. Lalu, apa yang dimaksud isomer? Yuk, simak selengkapnya!
Pengertian Isomer
Isomer adalah kumpulan senyawa yang memiliki rumus kimia sama, namun bentuk atau strukturnya berbeda. Jika dianalogikan, ya seperti adonan donat tadi, di mana satu adonan bisa digunakan untuk membuat berbagai macam kue.
Isomer ini hanya berlaku pada senyawa hidrokarbon, yaitu senyawa yang didominasi oleh ikatan atom C dan H. Mengapa hanya berlaku pada hidrokarbon? Hal itu karena keunikan atom karbon yang memiliki empat elektron valensi, sehingga bebas untuk berikatan termasuk dengan dirinya sendiri. Dengan demikian, senyawa dengan rumus kimia sama belum tentu bentuk strukturnya sama karena bentuk rantai atom C bisa berbeda-beda.
Jenis-Jenis Isomer
Secara umum, isomer dibagi menjadi dua, yaitu isomer struktur dan isomer geometri. Apa perbedaannya?
Isomer Struktur
Isomer struktur adalah isomer yang memiliki perbedaan struktur pada ikatannya. Isomer struktur dibagi menjadi tiga, yaitu sebagai berikut.
Isomer rangka
Isomer rangka adalah senyawa atau molekul yang memiliki rumus kimia sama, namun struktur pada rangkanya berbeda. Struktur pada rangka yang dimaksud adalah rangka atom C, misal rantai lurus atau bercabang. Contoh isomer rangka terjadi pada senyawa n-butana dan 2-metilpropana. Perhatikan gambar isomernya berikut ini.
Dari gambar ikatan di atas, coba kamu hitung berapa banyak atom C dan H di tiap-tiap senyawa?
- Pada senyawa n-butana, banyaknya atom C = 4 dan H = 10.
- Pada senyawa 2-metilpropana, banyaknya atom C = 4 dan H = 10.
Artinya, kedua senyawa memiliki jumlah atom C dan H yang sama dengan rumus kimia C4H10. Namun, bentuk rangkanya berbeda, di mana n-butana memiliki rantai C lurus, sedangkan 2-metilpropana memiliki rantai C bercabang. Contoh lain dari isomer rangka ini terjadi pada 1-pentena, 3-metil-1-butena, dan 2-metil-1-butena. Untuk kerangkanya, coba buat PR, ya.
Isomer posisi
Isomer posisi adalah senyawa yang memiliki rumus molekul dan kerangka yang sama, namun ada posisi gugus fungsi yang letaknya berbeda. Pada isomer ini, letak atom Cnya sama atau tidak ada perbedaan, ya. Contoh isomer posisi pada 1-butanol dan 2-butanol adalah seperti berikut.
Dari gambar ikatan di atas, terlihat kan jika kedua senyawa memiliki bentuk rantai atom C yang sama? Namun, posisi gugus -OH berbeda. Pada 1-butanol, gugus-OH terikat dengan atom C nomor 4. Sementara itu, pada 2-butanol, atom -OH terikat dengan atom C nomor 2.
Isomer gugus fungsi
Isomer gugus fungsi adalah senyawa yang memiliki rumus kimia sama, namun gugus fungsinya berbeda. Contohnya adalah etanol dan metoksimetana. Keduanya memiliki rumus kimia yang sama, yaitu C2H6O. Hanya saja, etanol termasuk golongan alkohol sementara metoksimetana termasuk golongan eter. Perhatikan contoh isomer berikut.
Dari gambar ikatan di atas, terlihat adanya gugus -OH dan -O-, kan? Gugus -OH merupakan turunan senyawa hidrokarbon jenis alkohol. Sementara gugus -O- merupakan turunan senyawa hidrokarbon jenis eter.
Isomer Ruang (Stereoisomer)
Isomer ruang adalah senyawa yang memiliki rumus kimia sama, namun penataan atom di dalam ruangnya berbeda. Isomer ruang dibagi menjadi dua, yaitu sebagai berikut.
Isomer geometri
Isomer geometri adalah senyawa dengan rumus kimia sama, namun struktur penataan atom di sekitar ikatan rangkapnya berbeda. Isomer yang hanya berlaku pada senyawa alkena ini memiliki ciri penataan cis dan trans. Apa perbedaan antara keduanya?
- Isomer cis berlaku jika gugus yang sama pada ikatan rangkap C berada di posisi yang saling berhadapan.
- Isomer trans berlaku jika gugus yang sama pada ikatan rangkap C berada di posisi yang saling bersebrangan.
Perhatikan contoh isomer berikut.
Dari gambar ikatan di atas, terlihat bahwa kedua senyawa memiliki rumus kimia yang sama. Hanya saja, posisi gugus -Br yang melekat pada ikatan rangkap C berlainan. Pada cis, posisi -Br saling berhadapan. Sedangkan pada trans, posisi -Br saling bersebrangan. Dengan adanya perbedaan posisi gugus -Br, sifat kedua senyawa juga berbeda. Titik didih cis-1,2-dibromoetena lebih rendah daripada titik didih trans-1,2-dibromoetena.
Isomer optis
Isomer optis adalah isomer yang terjadi pada senyawa dengan atom C kiral. Apa itu atom C kiral? Atom C kiral adalah atom C yang keempat tangannya mengikat empat gugus atom yang berbeda, sehingga nampak asimetris. Senyawa dengan susunan atom C kiral seperti ini mampu memutar bidang polarisasi, sehingga biasa disebut isomer optis aktif. Perhatikan gambar berikut.
Keunikan dari atom C kiral ini adalah bayangannya tidak dapat berimpit dengan objek aslinya. Dengan kata lain, hasil cerminannya saling berkebalikan atau berlawanan. Contohnya senyawa R-2-butanol merupakan hasil cerminan dari senyawa S-2-butanol. Isomer optis ini bisa ditemui pada senyawa-senyawa kompleks, seperti ribosa dan glukosa. Ada berapa isomer optis senyawa tersebut? Untuk menentukan isomer optis senyawa dengan atom C kiral, gunakan persamaan 2n, dengan n banyaknya atom C kiral.
Bagaimana Cara Menghitung Isomer Alkana?
Untuk menentukan isomer alkana, kamu bisa menggunakan cara berikut.
- Untuk 2 atom C tidak memiliki isomer.
- Untuk 3 atom C memiliki 1 isomer.
- Untuk 4-7 atom C, jumlah isomernya mengikuti rumus = 1 + 2(n-4).
- Untuk 9 atom C, jumlah isomernya mengikuti rumus = 2 + 2(n-4).
- Untuk 9 atom C, jumlah isomernya mengikuti rumus = 3 + 2(n-4).
Contoh Soal Isomer
Untuk mengasah kemampuanmu, yuk simak contoh soal berikut ini.
Contoh Soal 1
Perhatikan gambar berikut.
Tentukan jenis isomer dari gambar di atas!
Pembahasan:
Rumus kimia senyawa pada soal adalah C5H12.
- Senyawa paling atas memiliki nama n-pentana.
- Senyawa paling bawah memiliki nama 2,2-dimetil propana.
Untuk menentukan jenis isomernya, coba kamu lihat pada gugus fungsinya. Di antara kedua senyawa, adakah gugus fungsi tambahan? Jika tidak, maka keduanya termasuk isomer rangka, yaitu senyawa dengan rumus kimia sama, namun struktur rangkanya berbeda. Di mana n-pentana memiliki rantai atom C lurus, sedangkan 2,2-dimetil propana memiliki rantai atom C bercabang.
Contoh Soal 2
Di antara propena dan 2-butena, manakah senyawa yang memiliki isomer cis-trans?
Pembahasan:
Mula-mula, kamu harus menggambarkan propena dan 2-butena terlebih dahulu.
Propena
2-butena
Dari struktur kedua senyawa, tentu kamu bisa menyimpulkan manakah senyawa yang memiliki isomer cis trans. Ya, benar. Isomer cis-trans dimiliki oleh senyawa 2-butena karena ikatan C rangkapnya mengikat gugus yang sama dan simetris.
Contoh Soal 3
Apa jenis isomer pada alkana? Apakah alkana memiliki isomer posisi?
Pembahasan:
Alkana merupakan senyawa hidrokarbon yang memiliki ikatan tunggal dan tidak mengikat gugus fungsi tertentu. Beberapa senyawa alkana bisa membentuk isomer. Namun, jenis isomernya adalah isomer rangka, misalnya rantai atom C lurus atau bercabang.
Lalu, bagaimana dengan isomer posisi?
Seperti pada pembahasan sebelumnya, isomer posisi hanya dimiliki oleh senyawa turunan hidrokarbon atau senyawa dengan gugus fungsi tertentu. Sementara alkana tidak memiliki gugus fungsi tertentu. Artinya, alkana tidak memiliki isomer posisi.
Jadi, jenis isomer pada alkana adalah isomer rangka dan tidak memiliki isomer posisi.
Contoh Soal 4
Ada berapakah isomer heksana?
Pembahasan:
Heksana merupakan kelompok alkana yang memiliki rumus kimia C6H14. Heksana memiliki empat isomer rangka, yaitu n-heksana, 2-metilpentana, 3-metilpentana, 2,3-dimetilbutana, dan 2,2-dimetilbutana.
Jadi, isomer heksana ada 5.
Contoh Soal 5
Ada berapa isomer alkuna yang memiliki rumus kimia C5H8?
Pembahasan:
Alkuna merupakan senyawa hidrokarbon dengan ikatan rangkap tiga. Salah satu contoh senyawa alkuna adalah C5H8. Senyawa ini memiliki 3 isomer rangka, yaitu sebagai berikut.
Jadi, isomer alkuna dengan rumus C5H8 adalah 3.
Itulah pembahasan Quipper Blog kali ini. Semoga bermanfaat, ya. Untuk mendapatkan materi lengkapnya, yuk buruan gabung Quipper Video. Salam Quipper!
