Czym są węglowodory?

Węglowodory to grupa związków organicznych, które mają tylko atomy węgla i wodoru, C_xH_tak.

Są to najważniejsze związki badane w chemii organicznej i stosowane w życiu codziennym. Pozyskiwane są zwykle z ropy naftowej, dlatego występują w jej pochodnych, takich jak benzyna, nafta, olej napędowy, LPG (gaz płynny), gaz ziemny, parafina, wazelina, różne polimery, takie jak tworzywa sztuczne i gumy, m.in. inne. Aby dać ci wyobrażenie, odpowiadają one 48% brazylijskiej matrycy energetycznej.

Są to związki niepolarne, których cząsteczki wykazują słabe oddziaływanie typu indukowanego dipola. Z tego powodu są rozpuszczalne w innych substancjach niepolarnych, ale są praktycznie nierozpuszczalne w wodzie, która jest polarna. Węglowodory zawierające od 1 do 5 atomów węgla są gazowe, takie jak metan (CH₄). Te z 5 do 17 atomami węgla to ciecze, takie jak jeden z głównych składników benzyny, izooktan (C₈H₁₉). Te z więcej niż 17 atomami węgla są stałe, jak C₃₆H_74, który jest jednym ze składników parafiny.

Benzyna to frakcja ropy naftowej składająca się z mieszaniny węglowodorów

Węglowodory mają mniejszą gęstość niż woda, a większość z nich jest słabo reaktywna.

Ponieważ węgiel jest czterowartościowy (może tworzyć cztery wiązania), wiąże się on inaczej z innymi atomami węgla oraz z wodorami poprzez wiązania pojedyncze, podwójne i potrójne. Na tej podstawie węglowodory można podzielić na różne grupy, którymi są:

* Alkany: Gdy między węglami występują tylko pojedyncze wiązania. Nazywane są także parafinami (z łac. oleum, czyli „olej” i affinis, co oznacza „powinowactwo”, ponieważ są to związki oleiste).

Świece składają się w zasadzie z mieszanki alkanów

Jego ogólny wzór jest podany przez C_NieH_{2n + 2} (gdzie n = dowolna liczba całkowita):

Przykłady:

CH₄: n=1;
H₃DO? CH₃:₂H₆: n=2;
H₃DO? CH₂ ? CH₂ ? CH₃:₄H₁₀: n = 4.

* Alkeny: Gdy między węglami występuje podwójne wiązanie. Nazywa się je również olefinami (z łac. parum, który jest „mały” i affinis, co oznacza „powinowactwo”, czyli „małe powinowactwo”, ponieważ są to związki mało reaktywne). Jego ogólny wzór jest podany przez C_NieH_2n:

Przykłady:

H₂DO? CH₂:₂H₄;
H₂DO? CH? CH₃:₃H₆;
H₃DO? CH? CH? CH₃:₄H₈.

* Alkiny: Gdy istnieje potrójne wiązanie między węglami. Jego ogólny wzór jest podany przez C_NieH_2n-2:

Przykłady:

OG ≡ CH: C₂H₂;
HC ≡C? CH₃:₃H₄;
H₃DO? C ≡ C? CH₃:₄H₆.

* Alkadieny: Gdy istnieją dwa podwójne wiązania między węglami. Jego ogólna formuła to C_NieH_2n-2:

Przykłady:

H₂DO? HC? CH? CH₂:₄H₆;
H₃DO? H₂DO? CH? DO? CH₂:₅H₈.

* Węglowodory cykliczne: Kiedy jego struktura przedstawia zamknięty łańcuch.

Przykłady:

Przykłady węglowodorów cyklicznych

* Aromaty: Gdy mają co najmniej jedno jądro aromatyczne lub pierścień benzenowy, jak pokazano poniżej.

Wzór strukturalny benzenu i uproszczony wzór strukturalny

Aby dowiedzieć się więcej o każdej z tych podgrup węglowodorów i o tym, jak ta funkcja organiczna jest nomenklaturą, zobacz teksty wymienione poniżej.

Jennifer Fogaça
Absolwent chemii

Źródło: Brazylia Szkoła - https://brasilescola.uol.com.br/o-que-e/quimica/o-que-sao-hidrocarbonetos.htm