Hidrocarburos - la clase más simple de orgánicaLas sustancias, sus moléculas tienen átomos de solo dos elementos químicos: carbono e hidrógeno. La mayoría de las clases de compuestos orgánicos se obtienen de varios hidrocarburos utilizando métodos de síntesis química.
Los hidrocarburos se dividen en dos subclases:acíclico y cíclico. Los hidrocarburos acíclicos, o hidrocarburos grasos, o hidrocarburos alifáticos, incluyen tales grupos: hidrocarburos saturados (alcanos), insaturados (alquenos, alquinos, dienos), terpenos acíclicos. Los hidrocarburos cíclicos están representados por grupos de cicloparafinas, arenos y terpenos cíclicos. A veces los terpenos se clasifican como química bioorgánica.
Предельные углеводороды (алканы) – соединения El carbono y el hidrógeno, en las moléculas de las cuales todas las valencias que quedan después de que los átomos de carbono están simplemente unidos entre sí, están saturados con átomos de hidrógeno. Todos los alcanos se pueden considerar como derivados u homólogos de metano. Si se extrae un átomo de hidrógeno del metano, que tiene la fórmula molecular CH4, se forma una partícula: el radical CH3. Debido al hecho de que en la molécula de materia orgánica el carbono es, por regla general, tetravalente, la combinación de dos radicales de este tipo provoca la aparición del segundo representante de la serie homóloga: el etano (C2H6). Si se extrae un átomo de hidrógeno del etano, se forma un radical etilo que, después de combinarse con CH3, forma el tercer homólogo - propano.
Al analizar la fórmula estructural del propano, es fácilestablecer que la composición de su molécula incluye dos tipos de átomos de carbono: primario y secundario. Cada átomo de carbono primario se une a un átomo de carbono con una valencia, y el secundario, con dos valencias con dos átomos de carbono. Si el átomo de hidrógeno se retira del átomo de carbono primario del propano, se forma el propilo primario y el propilo secundario del secundario. La unión del metilo al propilo primario o secundario provoca la formación de variedades estructurales del cuarto homólogo. Se forman dos compuestos: butano normal con una cadena de carbono lineal e isobutano con una cadena de carbono ramificada.
Hidrocarburos saturados: estructura
Un representante típico de los alcanos es el metano.La fórmula molecular es CH4. Las moléculas de alcano se caracterizan por un enlace sigma. En una molécula de metano, un átomo de carbono forma cuatro enlaces covalentes debido a uno s y tres p-orbitales, y cada átomo de hidrógeno debido a s-orbitales.
Hidrocarburos saturados: nomenclatura e isomerismo
Al derivar fórmulas estructurales homólogasserie de metano, comenzando con butano C4H10, nos encontramos con el fenómeno de isomerismo. Por ejemplo, la fórmula molecular C4H10 corresponde a dos compuestos individuales, C5H12 corresponde a tres. Posteriormente, el número de isómeros aumenta con el número de átomos de carbono en la molécula de alcano. Por ejemplo, la fórmula molecular С6Н14 corresponde a cinco fórmulas estructurales y, en consecuencia, las sustancias individuales, С7Н16 - 9, С8Н18 - 18, C10H22 - 76, С12Н26 - 355. Los primeros cuatro representantes de alcanos son gases, del quinto al duodécimo son líquidos, a partir del dieciseisavo son sólidos .
Propiedades químicas de los hidrocarburos saturados.
Todos los hidrocarburos saturados son sustancias inertes.Esto se debe al hecho de que en las moléculas de alcanos, los átomos de carbono e hidrógeno están interconectados por enlaces sigma, por lo tanto, estos compuestos no pueden unir átomos de hidrógeno. Los alcanos entran en reacciones de halogenación radical, nitración y escisión. Durante la halogenación, los átomos de halógeno reemplazan fácilmente los átomos de hidrógeno en la molécula de alcano. Durante la nitración, el grupo nitro reemplaza fácilmente el hidrógeno en el terciario, más difícil en los átomos de carbono secundarios y primarios.
Los hidrocarburos saturados e insaturados sonMaterias primas para una variedad de sustancias orgánicas. Al separar los átomos de hidrógeno de los hidrocarburos saturados, se pueden obtener insaturados (alquenos, alquinos).
