Zawartość
Łańcuch węglowodorowy to cząsteczka składająca się całkowicie z wodoru i węgla. Są najprostszymi związkami organicznymi i mogą być ciekłe, gazowe lub stałe. Istnieje wiele rodzajów łańcuchów węglowodorowych, w tym alkany, alkeny, alkiny, cykloalkany i areny. Mogą być rozgałęzione, liniowe lub cykliczne. Łańcuchy węglowodorowe są wszechobecne w przyrodzie. Są niepolarne, co oznacza, że nie mieszają się z wodą.
Węgiel Valence Shell
Najprostszym węglowodorem jest metan, który jest pojedynczym centralnym atomem węgla związanym z czterema atomami wodoru. Centralny atom węgla może tworzyć nie więcej niż cztery inne wiązania, ponieważ ma tylko cztery elektrony walencyjne. Elektrony walencyjne to wolne elektrony na zewnętrznej powłoce atomu, które są dostępne do wiązania lub tworzenia par z elektronami walencyjnymi na innych atomach, tworząc cząsteczki. Podczas gdy nasycone łańcuchy węglowe mają wszystkie cztery elektrony walencyjne zajęte wokół każdego węgla, niektóre węglowodory mogą mieć punkty nienasycone, w których tylko dwa lub trzy wiązania tworzą się wokół węgla centralnego. Te nienasycenia mogą mieć postać podwójnych lub potrójnych wiązań z innymi atomami węgla w miejscach, w których nie ma wodoru, tak że wszystkie cztery elektrony walencyjne są nadal zajęte.
Nazewnictwo węglowodorów
Węglowodory są nazywane przy użyciu prefiksu opartego na liczbie węgli w łańcuchu i sufiksu wskazującego rodzaje zawartych w nich wiązań. Wiązania pojedyncze, podwójne i potrójne nazywane są odpowiednio alkanami, alkenami i alkinami. W przypadku związku „etan”, który jest gazem, przedrostek „eth-” oznacza dwa węgle w łańcuchu, a sufiks „-ane” oznacza, że zawiera on tylko pojedyncze wiązane węgle i atomy wodoru. Dziewięciowęglowy związek zawierający podwójne wiązania nazywa się nonenem. Heksan jest przykładem cząsteczki sześciowęglowej z tylko pojedynczymi wiązaniami. Jeśli cząsteczka jest pierścieniem, zaczyna się od przedrostka „cyklo”, takiego jak cykloheksan, sześciowęglowy pierścień ze wszystkimi pojedynczymi wiązaniami.
Inne zasady nazewnictwa
Gdy węglowodór jest przyłączony do innej cząsteczki jako „grupa funkcjonalna”, przedrostek zawiera również zakończenie „-yl”. Na przykład, gdy etan jest przyłączony do innej cząsteczki, nazywa się to grupą etylową. Gdy związek ma więcej niż jedno nienasycenie, takie jak wiązanie podwójne, liczbę węgla, z której powstaje wiązanie podwójne, podaje się w nazwie za pomocą liczby. Na przykład cząsteczka butenu z podwójnym wiązaniem między pierwszym i drugim atomem węgla nazywa się 1-butenem. Wreszcie, specjalne węglowodory zwane arenami lub węglowodory aromatyczne to pierścienie, które mają naprzemiennie wiązania pojedyncze i podwójne.
Przykłady węglowodorów
Węglowodory mają wiele nowoczesnych zastosowań. Kauczuk naturalny jest rodzajem węglowodoru, który składa się z naprzemiennych węgli podwójnie i jedno wiązanych. Olejki eteryczne, takie jak mentol i kamfora, należą do klasy węglowodorów w kształcie pierścieni zwanych terpenoidami i składają się z 10 atomów węgla i co najmniej jednej podwójnie związanej pary węgla. Podczas gdy mentol można znaleźć w papierosach, a kamfora jest stosowana jako środek odstraszający ćmy, niektóre rodzaje pachnących olejków eterycznych są stosowane w medycynie i perfumach. Benzyna, chociaż nie jest czystym węglowodorem, zawiera mieszaninę węglowodorów o różnych długościach, w tym heptan, izooktan, cyklooktan i etylobenzen. Liczne rozpuszczalniki, takie jak etanol i benzen, są często stosowane w produkcji farmaceutyków.