Въглеводородната верига е молекула, която се състои изцяло от водород и въглерод. Те са най-простите от органичните съединения и могат да бъдат течност, газ или твърдо вещество. Има много видове въглеводородни вериги, включително алкани, алкени, алкини, циклоалкани и арени. Те могат да бъдат разклонени, линейни или циклични. Въглеводородните вериги са повсеместни по природа. Те са неполярни, което означава, че не се смесват с вода.
Карбонова валентна черупка
Най-простият въглеводород е метанът, който е единичен централен въглероден атом, свързан с четири водородни атома. Централният въглероден атом може да образува не повече от четири други връзки, тъй като има само четири валентни електрона. Валентните електрони са свободни електрони на външната обвивка на атома, които са на разположение за свързване или създаване на двойки с валентни електрони върху други атоми, за да образуват молекули. Докато наситените въглеродни вериги имат и четирите валентни електрона, заети около всеки въглерод, някои въглеводороди могат да имат ненаситени точки, където само две или три връзки се образуват около централния въглерод. Тези ненасищания могат да бъдат под формата на двойни или тройни връзки с други въглероди на места, където водородът липсва, така че и четирите валентни електрона все още са заети.
Именуване на въглеводороди
Въглеводородите се наричат с помощта на префикс, базиран на броя на въглеродните атоми във веригата и наставка, указваща видовете връзки, съдържащи се в тях. Единичните, двойните и тройните връзки се наричат съответно алкани, алкени и алкини. За съединението "етан", което е газ, префиксът "ет-" обозначава два въглерода във веригата, а суфиксът "-ане" показва, че съдържа само едновъглеродни въглероди и водороди. Деветвъглеродно съединение, съдържащо двойни връзки, се нарича нонен. Хексанът е пример за шествъглеродна молекула само с единични връзки. Ако молекулата е пръстен, тя започва с префикса "цикло-" като циклохексан, шест въглероден пръстен с всички единични връзки.
Други правила за именуване
Когато въглеводородът е прикрепен към друга молекула като „функционална група“, префиксът съдържа и „-ил“ окончание. Например, когато етанът е прикрепен към друга молекула, той се нарича етилова група. Когато съединението има повече от една ненаситеност, например двойна връзка, броят на въглерода, откъдето произхожда двойната връзка, се включва в името, използвайки число. Например, молекула на бутен с двойна връзка между първия и втория въглерод се нарича 1-бутен. И накрая, специалните въглеводороди, наречени арени, или ароматни въглеводороди, са пръстени, които имат редуващи се единични и двойни връзки.
Примери за въглеводороди
Въглеводородите имат много съвременни приложения. Естественият каучук е вид въглеводород, който се състои от редуващи се двойни и единично свързани въглероди. Етеричните масла като ментол и камфор са в клас пръстеновидни въглеводороди, наречени терпеноиди и се състоят от 10 въглерода и поне една двойно свързана въглеродна двойка. Докато ментолът може да се намери в цигарите, а камфорът се използва като репелент срещу молци, някои видове ароматни етерични масла се използват в медицината и парфюмите. Макар бензинът да не е чист въглеводород, той съдържа смес от въглеводороди с различна дължина, включително хептан, изооктан, циклооктан и етилбензен. Многобройни разтворители, като етанол и бензен, често се използват при производството на фармацевтични продукти.