Hidrocarburile sunt cea mai simplă clasă de organicesubstanțe, moleculele lor au atomi de doar două elemente chimice - carbon și hidrogen. Majoritatea claselor de compuși organici sunt obținute din diferite hidrocarburi folosind metode de sinteză chimică.
Hidrocarburile sunt împărțite în două subclase -aciclice și ciclice. Hidrocarburile aciclice, sau hidrocarburile grase, sau hidrocarburile alifatice, includ următoarele grupe: hidrocarburi saturate (alcani), hidrocarburi nesaturate (alchene, alchine, diene), terpene aciclice. Hidrocarburile ciclice sunt reprezentate de grupe de cicloparafine, arene și terpene ciclice. Terpenele sunt uneori denumite obiecte de studiu în chimia bioorganică.
Limitare hidrocarburi (alcani) - compușicarbon și hidrogen, în moleculele cărora toate valențele rămase după conectarea atomilor de carbon între ei printr-o legătură simplă sunt saturate cu atomi de hidrogen. Toți alcanii pot fi considerați derivați sau omologi ai metanului. Dacă un atom de hidrogen este îndepărtat din metan, care are formula moleculară CH4, se formează o particulă - radicalul CH3. Datorită faptului că în molecula de materie organică carbonul, de regulă, este tetravalent, combinarea a doi astfel de radicali determină apariția celui de-al doilea reprezentant al seriei omoloage - etanul (C2H6). Dacă un atom de hidrogen este îndepărtat din etan, se formează un radical etil, care, după combinarea cu CH3, formează un al treilea omolog - propan.
Analizând formula structurală a propanului, este ușorstabiliți că molecula sa conține două tipuri de atomi de carbon - primari și secundari. Fiecare atom de carbon primar se leagă de un atom de carbon cu una dintre valențele sale, iar atomul de carbon secundar se leagă cu două valențe cu doi atomi de carbon. Dacă scădem atomul de hidrogen din atomul de carbon primar al propanului, se formează propil primar, iar din secundar - propil secundar. Adăugarea de metil la propilul primar sau secundar determină formarea de varietăți structurale ale celui de-al patrulea omolog. Se formează doi compuși - butan normal cu un lanț de carbon drept și izobutan cu un lanț de carbon ramificat.
Limita hidrocarburilor: structura
Un reprezentant tipic al alcanilor este metanul.Formula moleculară a CH4. Moleculele de alcan sunt caracterizate printr-o legătură sigma. În molecula de metan, atomul de carbon formează patru legături covalente datorită unuia s- și a trei p-orbitali, iar fiecare atom de hidrogen se formează datorită orbitalului s.
Hidrocarburi limită: nomenclatură și izomerie
La derivarea formulelor structurale ale omologiculuiserie de metan, începând cu butanul C4H10, întâlnim fenomenul de izomerie. De exemplu, formula moleculară C4H10 corespunde la doi compuși individuali, C5H12 - trei. În viitor, numărul de izomeri cu o creștere a numărului de atomi de carbon din molecula de alcan crește. De exemplu, formula moleculară C6H14 corespunde cinci formule structurale și, în consecință, substanțelor individuale, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. Primii patru reprezentanți ai alcanilor sunt gaze, de la a cincea la a douăsprezecea. - lichide, începând cu al XVI-lea - solide .
Proprietățile chimice ale hidrocarburilor saturate
Toate hidrocarburile saturate sunt substanțe inerte.Acest lucru se explică prin faptul că în moleculele alcanilor atomii de carbon și hidrogen sunt legați prin legături sigma, astfel încât acești compuși nu pot adăuga atomi de hidrogen. Alcanii intră în reacții de halogenare radicală, nitrare, scindare. În procesul de halogenare, atomii de halogen înlocuiesc cu ușurință atomii de hidrogen din molecula de alcan. În timpul nitrării, grupul nitro înlocuiește cu ușurință hidrogenul în atomi de carbon terțiari, mai dificil - în atomi de carbon secundari și primari.
Hidrocarburile limită și nesaturate suntmaterie prima pentru producerea diverselor substante organice. Prin separarea atomilor de hidrogen din hidrocarburile saturate, pot fi obținute hidrocarburi nesaturate (alchene, alchine).
