Gli idrocarburi sono composti di carbonio con idrogeno che non contengono altri elementi. Classificazione degli idrocarburi

Cosa sono gli idrocarburi? Come sono classificati? Quali caratteristiche hanno? Proviamo insieme per trovare le risposte alle domande.

Gli idrocarburi sono composti organici che contengono idrogeno e carbonio. Sono considerati composti organici nella chimica di base.

classificazione

A seconda dello stato del legame tra il carbonio della catena principale, è comune suddividere tutti i C _x H in diversi tipi. Composti a carbonio singolo con idrogeno sono caratteristici di idrocarburi saturi.

alcani

Gli idrocarburi limite sono composti aventi la formula generale _{CnH 2n + 2} . Tra le loro caratteristiche, possiamo menzionare l'assenza di una struttura chiusa, così come i singoli (semplici) legami. Sono chiamati composti aciclici in chimica organica.

Un tipico rappresentante di questa classe è il metano - CH ₄ . È lui che inizia la serie omologa di alcani, possiede tutte le proprietà inerenti agli altri rappresentanti delle paraffine.

I primi rappresentanti di questa classe di idrocarburi sono sostanze gassose con bassa solubilità in acqua, un odore specifico.

Tra le proprietà chimiche di base possedute dai rappresentanti delle serie omologhe di alcani, individuiamo una sostituzione radicale.

L'alogenazione avviene a temperature elevate o in presenza di radiazioni ultraviolette. La reazione procede in più fasi, caratterizzata dalla graduale sostituzione degli atomi di idrogeno con alogeni. Le proprietà degli idrocarburi di un certo numero di metano sono spiegate dalla saturazione del legame tra gli atomi di carbonio. Non sono in grado di entrare nelle reazioni di addizione, mentre bruciano bene in ossigeno dall'aria per formare biossido di carbonio, vapore acqueo e rilasciano abbastanza energia termica.

Tra i principali settori di applicazione dei rappresentanti di questa classe di idrocarburi, ne individuiamo l'utilizzo come combustibile, nonché l'opzione delle materie prime per la produzione di molti altri composti organici.

alcheni

Gli idrocarburi insaturi sono composti che hanno uno o più legami multipli (insaturi) tra gli atomi di carbonio. Gli alcheni hanno la formula generale _{CnH 2n} . Un tipico rappresentante di questa classe è l'etilene.

Questi idrocarburi naturali fanno parte dell'olio. Considerando che la molecola contiene un doppio legame, le reazioni di addizione sono caratteristiche degli alcheni. Ad esempio, possono entrare in alogenazione, idratazione.

Se il doppio legame si trova nella prima posizione, ad esempio nel butene-1, l'aggiunta di alogenuro di idrogeno e idratazione (reazione con acqua) procedono secondo la regola di Markovnikov. La sua essenza consiste nel fatto che durante l'idrogenazione e l'idratazione l'idrogeno è attaccato all'atomo di carbonio che è saturo al massimo con esso.

Un gruppo idrossile o atomo di alogeno è collegato a un atomo di C che non è saturo di idrogeno. Reazione qualitativa sul legame insaturo (doppio) lo sbiancamento dell'acqua bromo o permanganato di potassio.

cicloalcani

Tali idrocarburi sono composti ciclici che sono isomeri interclass per gli alcheni. Hanno la formula generale C _n H _2n , singoli legami. Dato che questa classe è caratterizzata da una struttura chiusa, essi entrano in reazioni aggiuntive, accompagnate dalla distruzione di un ciclo chiuso, trasformandosi in alcani saturi. Le principali fonti di tali composti sono gas naturale e associato, olio. Nonostante la struttura ciclica, nelle molecole di ibridizzazione sp3, l'angolo di valenza è di 109 ° 28 '.

alkadienes

Cos'altro è caratterizzato dalla chimica organica? Gli idrocarburi di questa classe hanno la formula generale C _p H _2n-2 . Tutti i rappresentanti degli idrocarburi dienici hanno due doppi legami. L'insaturazione dei dieni determina le loro proprietà chimiche di base. Per analogia con gli alcheni, i composti dienici entrano in una reazione di addizione.

Come quelli reazioni chimiche che sono caratteristici di questi composti, notiamo la polimerizzazione. Il monomero iniziale nel processo è il rappresentante dei dieni e il prodotto di interazione è la gomma sintetica. Quando lo zolfo viene aggiunto al polimero risultante, si verifica la vulcanizzazione, accompagnata dalla formazione di gomma.

alchini

Per questi composti organici insaturi caratterizzati dalla formula generale _CnH2n-2 , possiamo notare la presenza di un triplo legame tra gli atomi di carbonio. Se si trova dopo il primo atomo di carbonio, la reazione qualitativa alla sua presenza è la sostituzione con un composto complesso di argento.

Così come per gli alcheni, i dieni, gli alchini si uniscono facilmente a un triplo legame. Sono caratterizzati da idrogenazione, idrogenazione, alogenazione, reazioni di idratazione.

Composti aromatici

Il benzene è il primo rappresentante di questa classe. Ha la formula generale _{CnH 2n-6} . A differenza di tutti gli altri idrocarburi, questo composto ha un anello aromatico. Gli elettroni liberi di ciascun atomo di carbonio partecipano alla sua formazione. Tre elettroni di nubi ibride di forma C, e il quarto elettrone non subisce ibridazione. Forma l'anello aromatico, che è uniformemente distribuito in tutta la molecola. La distribuzione uniforme dell'anello per struttura spiega la sua stabilità chimica. Lo stesso benzene entra nella sostituzione e aggiunta solo in condizioni difficili.

Il toluene, che è il suo omologo, è caratterizzato da un certo spostamento nella densità elettronica, quindi ha una maggiore capacità di sostituzione. Il radicale di idrocarburi è un orientante di tipo 1, i sostituenti in entrata (alogeno, gruppo nitro) occupano l'orto, le posizioni parziali.

conclusione

Indipendentemente dalle caratteristiche della struttura sono diversi rappresentanti di idrocarburi, hanno un certo numero di atomi di carbonio e idrogeni nella loro composizione. C'è una certa tendenza a cambiare le proprietà fisiche dei rappresentanti di C _x H. I primi rappresentanti di qualsiasi classe hanno uno stato gassoso, all'aumentare del peso molecolare relativo, si osserva una transizione sistematica in un liquido, quindi in forma solida.