Υδρογονάνθρακες

Τι είναι οι υδρογονάνθρακες:

Οι υδρογονάνθρακες, που ονομάζονται επίσης καρβονίδια υδρογόνου, είναι οργανικές ενώσεις των οποίων η σύνθεση έχει μόνο άτομα άνθρακα (C) και υδρογόνο (Η), έχοντας έτσι τον γενικό τύπο C _x H _y .

Ένας υδρογονάνθρακας αποτελείται από μια δομή άνθρακα στην οποία τα άτομα υδρογόνου είναι ομοιοπολικά συνδεδεμένα .

Είναι η πιο σημαντική ένωση στον τομέα της οργανικής χημείας.

Όλοι οι τύποι υδρογονανθράκων οξειδώνουν εύκολα, απελευθερώνοντας θερμότητα. Ως επί το πλείστον, δεν είναι υδατοδιαλυτά.

Οι φυσικοί υδρογονάνθρακες είναι χημικές ενώσεις που σχηματίζονται μέσα στη Γη (πάνω από 150 χλμ. Βάθος) υπό υψηλή πίεση και φθάνουν σε περιοχές με χαμηλότερη πίεση μέσω γεωλογικών διαδικασιών.

Πού βρίσκονται οι υδρογονάνθρακες;

Η κύρια πηγή υδρογονανθράκων είναι το πετρέλαιο. Εξαιτίας αυτού, ο υδρογονάνθρακας υπάρχει σε διάφορα παράγωγα όπως η κηροζίνη, η παραφίνη, το φυσικό αέριο, η βενζίνη, το πετρέλαιο, το πετρέλαιο ντίζελ, το LPG, τα πολυμερή (όπως το πλαστικό και το λάστιχο).

Αυτή η οργανική ένωση αποτελεί το 48% της ενεργειακής μήτρας της Βραζιλίας.

Η αλυσίδα άνθρακα που αποτελεί μέρος της σύνθεσης ενός υδρογονάνθρακα είναι τετρασθενής, δηλαδή μπορεί να κάνει τέσσερις δεσμούς.

Ο άνθρακας είναι ικανός να συνδέεται με άλλα άτομα άνθρακα και με υδρογόνα μέσω μονών, διπλών ή τριπλών δεσμών .

Ταξινόμηση των υδρογονανθράκων

Η ταξινόμηση των υδρογονανθράκων βασίζεται σε τρεις ιδιαιτερότητες: το σχήμα της κύριας αλυσίδας άνθρακα, τους δεσμούς των αλυσίδων άνθρακα, την παρουσία αλκυλικών ριζών στην αλυσίδα του άνθρακα και την παρουσία ετεροατόμων που διαιρούν την αλυσίδα άνθρακα.

Μάθετε περισσότερα για το υδρογόνο.

Σχήμα της κύριας αλυσίδας άνθρακα

Όσον αφορά το σχήμα της κύριας αλυσίδας άνθρακα, η ταξινόμηση των υδρογονανθράκων υποδιαιρείται σε αλειφατική και κυκλική .

Ελέγξτε τι αποτελείται από κάθε μία από αυτές τις μορφές αλυσίδας άνθρακα.

Αλειφατικοί υδρογονάνθρακες

Οι αλειφατικοί υδρογονάνθρακες σχηματίζονται από ανοικτές ή ακυκλικές αλυσίδες άνθρακα. Σε αυτές τις αλυσίδες οι άνθρακες είναι τερματικοί.

Παραδείγματα :

Alcano

Οι υδρογονάνθρακες αλκανίου, που ονομάζονται επίσης παραφίνη ή παραφίνη, είναι λιπαρές ενώσεις όπου υπάρχουν απλοί δεσμοί μεταξύ των ανθράκων.

Ο γενικός τύπος για ένα αλκάνιο είναι CnH2n + 2 (n = οποιοσδήποτε ακέραιος αριθμός).

Alceno

Επίσης ονομάζεται ολεφίνη, αλκένιο ή αιθυλένιο υδρογονάνθρακας, το αλκένιο είναι μια ένωση με χαμηλή δραστικότητα όπου υπάρχει διπλός δεσμός μεταξύ των ανθράκων.

Ο γενικός τύπος ενός αλκενίου είναι CnH2n.

Alcino

Ονομάζεται επίσης μεθυλακετυλένιο, το αλκύνιο είναι ένας υδρογονάνθρακας όπου οι δεσμοί μεταξύ των ανθράκων είναι τριπλάσιοι.

Ο γενικός τύπος ενός αλκυνίου είναι CnH2n _- 2.

Alcadieno

Ονομάζονται επίσης διένια ή διολεφίνες, τα αλκαδιένια είναι υδρογονάνθρακες όπου οι δεσμοί μεταξύ των ανθράκων είναι διπλοί.

Ο γενικός τύπος για ένα αλκαδιένιο είναι CnH2n _- 2.

Κυκλικοί υδρογονάνθρακες

Οι κυκλικοί υδρογονάνθρακες σχηματίζονται από κλειστές ή κυκλικές αλυσίδες άνθρακα. Αυτές οι αλυσίδες δεν έχουν τελικούς άνθρακες.

Παραδείγματα :

Κυκλανίου

Ονομάζεται επίσης κυκλοαλκάνιο, κυκλοπαραφίνη ή ναφθενικός υδρογονάνθρακας, το κυκλένιο είναι ένας κορεσμένος υδρογονάνθρακας, που αποτελείται από απλούς δεσμούς.

Έχει κλείσει την αλυσίδα άνθρακα και ο γενικός τύπος της είναι C _n H2 _n .

Κύκλεν

Επίσης ονομάζονται κυκλοαλκένια, οι κύκλενες είναι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες, που αποτελούνται από διπλούς δεσμούς.

Ένας κύκνος έχει κλειστή αλυσίδα άνθρακα και ο γενικός τύπος του είναι C _n H2 _n -2.

Κυκλίνη

Επίσης ονομάζεται κυκλοαλκύλιο ή κυκλοαλκύλιο, το κύκλονο είναι ένας κυκλικός και ακόρεστος υδρογονάνθρακας.

Δημιουργείται από κλειστή αλυσίδα άνθρακα με τριπλούς δεσμούς και ο γενικός τύπος της είναι C _n H2 _n -4.

Αρωματικό

ή

Ονομάζονται επίσης αρένες, οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες είναι ακόρεστες ενώσεις που σχηματίζονται από διπλούς δεσμούς.

Ένα αρωματικό έχει κλειστή ή κυκλική αλυσίδα άνθρακα και ο γενικός τύπος του είναι C6H6.

Τύπος σύνδεσης αλυσίδων άνθρακα

Ανάλογα με τον τύπο δέσμευσης αλυσίδας άνθρακα, οι υδρογονάνθρακες μπορούν να ταξινομηθούν ως κορεσμένοι ή ακόρεστοι .

Δείτε παρακάτω για το τι αποτελείται κάθε μία από αυτές τις ταξινομήσεις.

Κορεσμένοι υδρογονάνθρακες

Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες σχηματίζονται με απλούς δεσμούς .

Παραδείγματα : αλκάνια, κυκλίνες.

Ακορεσμένοι υδρογονάνθρακες

Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες σχηματίζονται με διπλούς ή τριπλούς δεσμούς .

Παραδείγματα : αλκένια, αλκύνια, αλκαδιένια.

Παρουσία ριζών αλκυλίου

Όσον αφορά την παρουσία ριζών αλκυλίου, οι υδρογονάνθρακες μπορεί να έχουν είτε μια κανονική είτε διακλαδισμένη αλυσίδα άνθρακα.

Κανονική αλυσίδα άνθρακα

Ένας φυσιολογικός ανθρακικός υδρογονάνθρακας δεν έχει ρίζες αλκυλίου.

Παράδειγμα : πεντάνιο

Διακλαδισμένη ανθρακική αλυσίδα

Όταν ένας υδρογονάνθρακας έχει μια διακλαδισμένη αλυσίδα άνθρακα, αυτό σημαίνει ότι η κύρια αλυσίδα άνθρακα αυτού έχει ρίζες αλκυλίου.

Παράδειγμα : μεθυλοπροπάνιο

Παρουσία ετεροατόμων που διαιρούν την ανθρακική αλυσίδα

Η αλυσίδα προσδιορισμού αλληλουχίας άνθρακα μπορεί να είναι ή να μην διαιρείται σύμφωνα με την παρουσία ετεροατόμων.

Ομογενής αλυσίδα άνθρακα

Όταν ένας υδρογονάνθρακας έχει ομοιογενή κύρια αλυσίδα άνθρακα, αυτό σημαίνει ότι αυτή η αλυσίδα δεν διαιρείται με ετεροάτομα.

Ετερογενής καρβονική αλυσίδα

Εάν ένας υδρογονάνθρακας έχει μία ετερογενή κύρια αλυσίδα άνθρακα, αυτή η αλυσίδα έχει την αλυσίδα άνθρακα διαιρεμένη από ένα ετεροάτομο.

Ονοματολογία των υδρογονανθράκων

Η ονοματολογία υδρογονανθράκων ορίζεται από το συνδυασμό τριών μερών:

Το πρόθεμα προσδιορίζει τον αριθμό των ανθράκων, το ενδιάμεσο αναγνωρίζει τον τύπο του δεσμού και το επίθημα υποδεικνύει τη συνάρτηση στην οποία ανήκει η ένωση (στην περίπτωση αυτή η κλάση υδρογονανθράκων).

Ελέγξτε κάτω από τον κατάλογο των προθεμάτων και των ενδιάμεσων που συνδυάζονται για τον προσδιορισμό των υδρογονανθράκων.

Κατάλογος προθεμάτων

Κατάλογος μεσάζοντων

Δείτε μερικά παραδείγματα σχηματισμού ονομάτων υδρογονανθράκων.

Παραδείγματα :

CH3-CH2-CH2-CH3

Στη δομική μορφή παραπάνω, μπορούμε να παρατηρήσουμε μία ένωση με 4 άνθρακες η οποία έχει μόνο απλούς δεσμούς (υποδεικνύεται με το σύμβολο "-").

• Πρόθεμα για 4 άνθρακες = but-
• Ενδιάμεσο για απλούς δεσμούς = -an-
• Επίπτωση ενός υδρογονάνθρακα = -ο

Παρατηρήστε ότι η ένωση του προθέματος + ενδιάμεσο + επίθεμα δίνει το όνομα BUTHANE .

CH2 = CH2

Η παραπάνω δομική μορφή έχει 2 άνθρακες και 1 διπλό δεσμό (υποδεικνύεται με το σύμβολο "=").

• Πρόθεμα για 2 άνθρακες = et-
• Ενδιάμεσο για διπλούς δεσμούς = -en-
• Επίπτωση ενός υδρογονάνθρακα = -ο

Σημειώστε ότι η ένωση του προθέματος + ενδιάμεσο + επίθεμα δίνει το όνομα ETENO .

CH2 = CH-CH2-CH3

CH3-CH = CH2-CH3

Σημειώστε ότι αμφότερες οι παραπάνω δομικές μορφές έχουν 4 άνθρακες και 1 διπλό δεσμό (υποδεικνύεται με το σύμβολο "=").

Με αυτόν τον τρόπο, έχουμε:

• Πρόθεμα για 4 άνθρακες = but-
• Ενδιάμεσο για διπλούς δεσμούς = -en-
• Επίπτωση ενός υδρογονάνθρακα = -ο

Σημειώστε ότι η ένωση του προθέματος + ενδιάμεσο + επίθεμα θα οδηγούσε στο όνομα BUTENE για τις δύο δομικές μορφές.

Ωστόσο, σημειώστε ότι τα δομικά σχήματα δεν είναι ταυτόσημα, οπότε και οι ονοματολογίες δεν μπορούν να είναι ούτε.

Η διαφορά μεταξύ των δύο δομικών μορφών έγκειται στη θέση του διπλού δεσμού.

Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να ορίσουμε τους άνθρακες στην αλυσίδα από το πλησιέστερο άκρο του ζεύγους. Επομένως, στις συγκεκριμένες περιπτώσεις, θα πρέπει να αριθμούμε από αριστερά προς τα δεξιά.

Σε CH2 = CH-CH2-CH3 :

• Το CH ₂ θα είναι 1
• Το CH θα είναι 2
• Το CH ₂ θα είναι 3
• Το CH ₃ θα είναι 4

Σημειώστε ότι ο διπλός δεσμός είναι μεταξύ άνθρακα 1 και άνθρακα 2 .

Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον μικρότερο αριθμό (1) για να βρούμε τον διπλό δεσμό: BUTENO -1

Σε CH3-CH = CH2-CH3 :

• Το CH ₃ θα είναι 1
• Το CH θα είναι 2
• Το CH ₂ θα είναι 3
• Το CH ₃ θα είναι 4

Σημειώστε ότι ο διπλός δεσμός είναι μεταξύ άνθρακα 2 και άνθρακα 3 .

Πρέπει να χρησιμοποιήσουμε τον μικρότερο αριθμό (2) για να βρούμε τον διπλό δεσμό: BUTENO -2

Σύμφωνα με τη Διεθνή Ένωση για την Καθαρή και Εφαρμοσμένη Χημεία ( IUPAC ), η ένδειξη της θέσης πρέπει να γίνει ελαφρά πριν από την τοποθεσία (στην περίπτωση των δομικών τύπων παραπάνω, ο διπλός δεσμός που αντιπροσωπεύεται από το ενδιάμεσο "-En").

Με αυτό, έχουμε μια δεύτερη φόρμα, η οποία με τον τρόπο είναι πιο σωστή, να γράψουμε την ονοματολογία των διαθέσιμων διαρθρωτικών μορφών.

CH2 = CH-CH2-CH3 : BUTENE-1 ή BUT-1-ENO (πιο σωστή μορφή)

CH3-CH = CH2-CH3 : BUTENE-2 ή BUT-2-ENO (πιο σωστή μορφή)

Μάθετε περισσότερα για το IUPAC και την ονοματολογία.