Hydrokarboner: klassifisering, nomenklatur og øvelser

Hydrokarboner er forbindelser dannet bare av karbon og hydrogen, med en generell formel: C_xH_y.

Det er en omfattende mengde stoffer, hvorav den mest kjente er bestanddeler av olje og naturgass.

Ryggraden i et hydrokarbon består av karbon og i sin tur binder hydrogenatomene seg gjennom en kovalent binding.

De er mye brukt i den kjemiske industrien, og er essensielle i produksjonen av petroleumsderivater: drivstoff, polymerer, parafiner, blant andre.

Egenskaper av hydrokarboner

molekylær interaksjon	De er praktisk talt ikke-polære forbindelser, og molekylene deres er forbundet med en indusert dipol.
Smeltepunkt og kokepunkt	De er lave sammenlignet med polare forbindelser.
aggregeringstilstander	Gassformig: består av 1 til 4 karbonatomer. Væske: består av 5 til 17 karbonatomer. Fast stoff: forbindelser med mer enn 17 karbonatomer.
Tetthet	De har lavere tetthet enn vann.
Løselighet	De er uoppløselige i vann og løselige i ikke-polare stoffer.
Reaktivitet	Lav: åpne kjedeforbindelser og enkeltbindinger. Middels: forbindelser med åpen kjede og dobbeltbindinger. Høy: sykliske forbindelser med 3 til 5 karbonatomer.

Klassifisering av hydrokarboner

Når det gjelder formen til den viktigste karbonkjeden, klassifiseres hydrokarboner i:

alifatiske hydrokarboner

Dannet av åpne eller asykliske karbonkjeder, som har terminale karbonatomer.

• alkaner
• alkener
• Alkynes
• Alkadienes

Eksempel:

2,2,4-trimetylpentan

Se også: karbonkjeder

Sykliske hydrokarboner

Dannet av lukkede eller sykliske karbonkjeder som ikke har terminal karbon.

• Syklanter
• Sykler
• syklister
• Aromater

Eksempler:

Se også: benzen

Når det gjelder bindinger av karbonkjeder, enten enkle, doble eller tredoble:

Mettede hydrokarboner

Forbindelser dannes av enkeltbindinger mellom karbon og hydrogenatomer.

• alkaner
• Syklanter

Eksempel:

Metylsyklopentan

umettede hydrokarboner

Forbindelsene som dannes har dobbelt- eller trippelbindinger mellom karbon og hydrogenatomer.

• alkener
• Alkynes
• Alkadienes
• Sykler
• syklister
• Aromater

1-penten

Les også om:

• Kjemiske bindinger
• Organisk kjemi
• Organiske funksjoner

Nomenklatur

Nomenklaturen for hydrokarboner er definert av følgende begreper:

PREFIKS	MELLEMLANG	SUFFIKS
Angir antall karbonatomer som er tilstede i kjeden.	Koblingstype funnet i streng.	Identifikasjon av funksjonell gruppe.

PREFIKS	MELLEMLANG	SUFFIKS
1C	MET	Bare en kobling	AN	O
2C	ET
3C	REKVISITT	en dobbeltbinding	EN
4C	MEN
5C	PENT	to dobbeltbindinger	DIEN
6C	HEKS
7C	HEPT	en trippel lenke	I
8C	OKT
9C	IKKE	To trippel lenker	DIIN
10C	DEC

Eksempler

Følg hvordan hydrokarbonnavn dannes:

Etan

• Prefiks: ET, som tilsvarer 2 karbonatomer.
• Mellommann: AN, som tilsvarer enkeltlenker.
• Suffiks: O, som tilsvarer hydrokarbonfunksjonen.

Se på de andre eksemplene:

	Propan
	Ethene
	Etino
	propadien

I noen tilfeller er det nødvendig å indikere posisjonen til dobbelt- eller trippelbinding. Nummerering må starte fra den nærmeste enden av denne lenken.

	1,3-butadien
	1-butyne

Lær mer på:

• Butan
• Metan

Typer hydrokarboner

Sjekk ut hovedtyper av hydrokarboner, deres egenskaper og forbindelsene som brukes:

alkaner

De er hydrokarboner med åpen kjede med enkeltbindinger mellom karbon og hydrogenatomer, hvis generelle formel er Ç_NeiH_{2n + 2}.

Alkanesegenskaper

• De kalles også parafiner eller parafiner.
• De finnes i naturen i naturgass og olje.
• Brukes som drivstoff: kokegass, bensin, dieselolje, etc.

Eksempler på alkaner

alkener

De er hydrokarboner med åpen kjede og har en dobbeltbinding, hvis generelle formel er Ç_NeiH_2n.

Alkenes egenskaper

• De kalles også olefiner, alkener eller etyleniske hydrokarboner.
• De er industrielt oppnådd ved sprekking av alkaner som finnes i olje.
• De brukes som råvare i industrien: plast, fargestoffer, eksplosiver, etc.

Eksempler på alkener

Alkynes

De er hydrokarboner med åpen kjede med nærvær av en dobbeltbinding, hvis generelle formel er Ç_NeiH_2n-2.

Alkynes egenskaper

• De er mer reaktive enn alkaner og alkener på grunn av trippelbindingen.
• Alkyner med mer enn 14 karbonatomer er faste.
• Den mest brukte alkynen er acetylen, som ofte brukes i produksjonen av syntetiske gummier, tekstilfibre og plast.

Eksempler på alkyner

Alkadienes

De er hydrokarboner med åpen kjede og tilstedeværelsen av to dobbeltbindinger, hvis generelle formel er Ç_NeiH_2n-2

Kjennetegn ved alkadiene

• Også kalt dienes eller diolefiner
• De finnes i naturen i terpener, som ekstraheres fra essensielle fruktoljer.
• Den mest kjente forbindelsen er isopren, som finnes i naturgummi og essensielle oljer.

Eksempler på alkadiene

Syklanter

De er lukkede hydrokarboner med enkeltbindinger mellom karbon og hydrogenatomer, hvis generelle formel er Ç_NeiH_2n.

Cyclan-egenskaper

• De kalles også cykloalkaner eller cykloparaffiner.
• De er ustabile når de utsettes for høyt trykk.
• Kjeder med mer enn 6 karbon er stabile, mens kjeder med mindre enn 5 karbon er reaktive.

Eksempler på syklaner

Sykler

De er lukkede hydrokarboner med nærvær av en dobbeltbinding, hvis strukturformel er Ç_NeiH_2n-2.

Kjennetegn ved sykluser

• De kalles også cykloalkener.
• Forbindelser på 3 til 5 karbon er ustabile.
• De finnes vanligvis i naturgass, olje og petroleum.

Eksempler på sykluser

syklister

De er lukkede hydrokarboner med nærvær av en trippelbinding, hvis strukturformel er Ç_NeiH_2n-4.

Syklingskarakteristikker

• De kalles også cykloalkyner eller cykloalkyner.
• De er sykliske og umettede hydrokarboner.
• De er ustabile på grunn av tredobling og finnes ikke i naturen.

Eksempler på syklinjer

Aromater

De er hydrokarboner med lukkede kjeder med vekslende enkelt- og dobbeltbindinger.

Kjennetegn ved aromater

• De kalles også arenaer.
• De er umettede forbindelser, da de har 3 dobbeltbindinger.
• De består av minst en aromatisk ring.

Eksempler på aromater

Du kan også være interessert i:

• Petroleum
• Oljeraffinering
• Acetylen

Sammendrag av hydrokarbon

Yrke	Generell formel	Funksjoner
alkan		Åpen kjede med enkle lenker.
alken		Åpen kjede med dobbeltbinding.
alkyne		Åpen kjede med trippelbinding.
alkadien		Åpen kjede med to dobbeltbindinger.
Syklanter		Lukket kjede med enkle tilkoblinger.
Sykler		Lukket kjede med dobbeltbinding.
syklister		Lukket kjede med trippel lenke.
Aromatisk	Variabel	Lukket kjede med vekslende enkelt- og dobbeltbindinger.

Øvelser på hydrokarboner

1. (UEMA) LPG (Liquefied Petroleum Gas), også kjent som kokegass, er et drivstoff ikke-fornybar fossil som kan løpe ut over natten hvis den ikke brukes med planlegging og uten overflødig. Den består blant annet av propan C₃H₈, butan C₄H₁₀ og små mengder propylen C₃H₆ og butene C₄H₈. Disse organiske forbindelsene er klassifisert som hydrokarboner som har likheter og forskjeller mellom dem. Basert på typen binding mellom karbon og klassifiseringen av karbonkjeden til forbindelsene ovenfor, kan det sies at:

a) de umettede forbindelsene er propan og butan.
b) de umettede forbindelsene er propen og buten.
c) de umettede forbindelsene er propen og butan.
d) forbindelsene har homosykliske kjeder.
e) forbindelsene har heterosykliske kjeder.

Se Svar

Alternativ b) de umettede forbindelsene er propen og buten.

a) FEIL. Disse forbindelsene har ikke umettninger, deres bindinger er enkle.

b) KORREKT. Uttrykket "en" indikerer tilstedeværelsen av dobbeltbindinger i forbindelsene.

c) FEIL. Butan har ingen umettelser.

d) FEIL. Disse kjedene er lukket og karbonatomene er koblet sammen med enkeltbindinger.

e) FEIL. Disse kjedene har et heteroatom, slik som oksygen og nitrogen.

2. (Uel) En av formel C-hydrokarboner₅H₁₂ kan ha karbonkjede:

a) mettet syklisk.
b) heterogen acyklisk.
forgrenet syklisk.
d) umettet åpen.
e) åpen forgrenet.

Se Svar

Alternativ e) åpen forgrenet.

a) FEIL. En mettet syklisk forbindelse tilsvarer en cyklan, hvis formel er C_NeiH_2n.

Eksempel:

b) FEIL. En heterogen acyklisk forbindelse har tilstedeværelsen av et annet element i tillegg til det interkalerte karbonet i kjeden.

Eksempel:

c) FEIL. En forgrenet syklisk forbindelse har formel C_NeiH_2n.

Eksempel:

d) FEIL. En umettet åpen kjedeforbindelse kan være et alken eller et alkyn, hvis formel er henholdsvis C._NeiH_2n og C_NeiH_2n-2.

Eksempler:

e) KORREKT. En åpen forgrenet forbindelse er en alkan hvis formel er C_NeiH_{2n + 2}. En forbindelse med 5 karbonatomer og 12 hydrogener kan være isopentan.

Eksempel:

3. (PUC) Alkyner er hydrokarboner:

a) mettede alifatiske stoffer.
b) mettede alicykliske stoffer.
c) dobbeltbundet umettede alifatiske stoffer.
d) tri-bond umettede alicyclics.
e) trippelbundede umettede alifatiske stoffer.

Se Svar

Alternativ e) umettede alifatiske trippelbindinger.

a) FEIL. De åpne kjedene og de enkeltbundne forbindelsene er alkaner.

Eksempel:

b) FEIL. Sykliske forbindelser med enkeltbindinger er syklaner.

Eksempel:

c) FEIL. Åpenkjede og dobbeltbundne forbindelser er alkener.

Eksempel:

d) FEIL. Sykliske og trippelbundne forbindelser er sykliner.

Eksempel:

e) KORREKT. Alkyner er forbindelser med åpen kjede og tredobling.

Vil du fortsette å teste kunnskapen din? Husk å sjekke ut disse listene:

• Øvelser på hydrokarboner
• Øvelser om organisk kjemi
• Øvelser på organiske funksjoner