Въглеводороди - най-простият клас органичнивещества, техните молекули имат атоми само на два химически елемента - въглерод и водород. Повечето от класовете органични съединения се получават от различни въглеводороди, като се използват методи за химичен синтез.
Въглеводородите са разделени на две подкласове -ациклична и циклична. Ациклените въглеводороди или мастни въглеводороди или алифатни въглеводороди включват следните групи: наситени въглеводороди (алкани), ненаситени (алкени, алкини, диени), ациклични терпени. Цикличните въглеводороди са представени от групи циклопарафини, арени и циклични терпени. Понякога терпените се класифицират като обекти на биоорганичната химия.
Наситени въглеводороди (алкани) - съединениявъглерод и водород, в молекулите на които всички валенции, останали след въглеродните атоми са просто свързани една с друга, са наситени с водородни атоми. Всички алкани могат да се разглеждат като производни или хомолози на метан. Ако един водороден атом се отделя от метана, който има молекулна формула СН4, се образува частица - радикалът СНЗ. Поради факта, че в молекулата на органичната материя въглеродът обикновено е четирикратен, комбинацията от два такива радикала предизвиква появата на втория представител на хомоложната серия - етан (C2H6). Ако един водороден атом се отделя от етана, се образува етилов радикал, който след комбиниране с СН3 образува третия хомолог - пропан.
Чрез анализиране на структурната формула на пропана е лесноче съставът на неговите молекули включва два вида въглеродни атоми - първични и вторични. Всеки първичен въглероден атом е свързан към един въглероден атом с една от неговите валенции, а вторият - с две валенции с два въглеродни атома. Ако водородният атом се отнема от първичния въглероден атом на пропана, образува се първичен пропил и се образува вторичен пропил от вторичния пропил. Добавянето към първичния или вторичния пропил метил предизвиква образуването на структурни видове от четвъртия хомолог. Създават се две съединения - нормален бутан с права въглеродна верига и изобутан с разклонена въглеродна верига.
Наситени въглеводороди: структура
Типичен представител на алканите е метанът.Молекулната формула е СН4. Алкановите молекули се характеризират със сигма връзка. В молекулата на метан въглеродният атом образува четири ковалентни връзки поради една s- и три р-орбитали, а всеки водороден атом поради s-орбитали.
Наситени въглеводороди: номенклатура и изомерия
При извличане на структурни хомоложни формулисерия от метан, започвайки от бутан C4H10, срещаме явлението изомеризъм. Например молекулната формула C4H10 съответства на две отделни съединения, C5H12 съответства на три. Впоследствие броят на изомерите нараства с броя на въглеродните атоми в молекулата на алкана. Например молекулната формула С6Н14 съответства на пет структурни формули и съответно на отделни вещества, С7Н16 - 9, С8Н18 - 18, С10Н22 - 76, С12Н26 - 355. Първите четири представители на алкани са газове, от пети до дванадесети са течности, като от шестнадесетата са твърди вещества ,
Химични свойства на наситените въглеводороди
Все предельные углеводороды инертные вещества.Това се дължи на факта, че в алкановите молекули въглеродните и водородните атоми са свързани помежду си чрез сигма връзки, следователно тези съединения не могат да свързват водородни атоми. Алканите влизат в реакции на радикално халогениране, нитрация и разцепване. По време на халогенирането халогенните атоми лесно заместват водородните атоми в молекулата на алкана. По време на нитрацията нитро групата лесно замества водорода в третичен, по-трудно във вторичните и първичните въглеродни атоми.
Наситени и ненаситени въглеводороди сасуровини за най-различни органични вещества. Чрез разделяне на водородни атоми от наситени въглеводороди може да се получат ненаситени (алкени, алкини).
