Una catena di idrocarburi è una molecola composta interamente da idrogeno e carbonio. Sono il più semplice dei composti organici e possono essere liquidi, gas o solidi. Esistono molti tipi di catene di idrocarburi, inclusi alcani, alcheni, alchini, cicloalcani e areni. Possono essere ramificati, lineari o ciclici. Le catene di idrocarburi sono di natura onnipresente. Sono non polari, il che significa che non si mescolano con l'acqua.
Valenza di Carbon Shell
L'idrocarburo più semplice è il metano, che è un singolo atomo di carbonio centrale legato a quattro atomi di idrogeno. L'atomo di carbonio centrale non può formare più di quattro altri legami perché ha solo quattro elettroni di valenza. Gli elettroni di valenza sono elettroni liberi sul guscio esterno dell'atomo che sono disponibili per legare, o creare coppie, con elettroni di valenza su altri atomi per formare molecole. Mentre le catene di carbonio saturo hanno tutti e quattro gli elettroni di valenza occupati attorno a ciascun carbonio, alcuni idrocarburi possono avere punti insaturi dove si formano solo due o tre legami attorno al carbonio centrale. Queste insaturi possono essere nella forma di legami doppi o tripli con altri carboni in luoghi in cui l'idrogeno è assente, così che tutti e quattro gli elettroni di valenza sono ancora occupati.
Denominazione degli idrocarburi
Gli idrocarburi sono denominati usando un prefisso basato sul numero di atomi di carbonio nella catena e un suffisso che indica i tipi di legami contenuti al loro interno. I legami single, double e triple sono chiamati alkanes, alkenes e alkynes rispettivamente. Per il composto "etano", che è un gas, il prefisso "et-" indica due atomi di carbonio nella catena, e il suffisso "-ane" indica che contiene solo carboni e idrogeni legati singolarmente. Un composto di nove carbonio contenente doppi legami è chiamato nonene. L'esano è un esempio di una molecola di sei carbonio con solo singoli legami. Se la molecola è un anello, inizia con il prefisso "ciclo-" come con cicloesano, un anello a sei carbonio con tutti i singoli legami.
Altre regole di denominazione
Quando un idrocarburo è collegato a un'altra molecola come "gruppo funzionale", il prefisso contiene anche una desinenza "-yl". Ad esempio, quando l'etano è collegato a un'altra molecola, è chiamato un gruppo etile. Quando un composto ha più di una insaturazione, ad esempio un doppio legame, il numero del carbonio in cui ha origine il doppio legame è incluso nel nome utilizzando un numero. Ad esempio, una molecola di butene con un doppio legame tra il primo e il secondo carbonio è chiamata 1-butene. Infine, gli idrocarburi speciali denominati areni, o idrocarburi aromatici, sono anelli che hanno alternanza di singoli e doppi legami.
Esempi di idrocarburi
Gli idrocarburi hanno molte applicazioni moderne. La gomma naturale è un tipo di idrocarburo costituito da alternanza di carboni doppi e monoconduttori. Oli essenziali come il mentolo e la canfora sono in una classe di idrocarburi a forma di anello chiamati terpenoidi e sono costituiti da 10 atomi di carbonio e almeno una coppia di carbonio a doppio legame. Mentre il mentolo può essere trovato nelle sigarette, e la canfora è usata come falena repellente, alcuni tipi di oli essenziali fragranti sono usati in medicina e nei profumi. La benzina, pur non essendo un idrocarburo puro, contiene una miscela di idrocarburi di varie lunghezze, tra cui eptano, isoottano, cicloottano e etil benzene. Numerosi solventi, come l'etanolo e il benzene, sono spesso utilizzati nella produzione di prodotti farmaceutici.
