Co je uhlovodíkový řetěz?

Uhlovodíkový řetězec je molekula, která se skládá výhradně z vodíku a uhlíku. Jsou to nejjednodušší z organických sloučenin a mohou to být kapaliny, plyny nebo pevné látky. Existuje mnoho typů uhlovodíkových řetězců, včetně alkanů, alkenů, alkynů, cykloalkanů a arenů. Mohou být rozvětvené, lineární nebo cyklické. Uhlovodíkové řetězce jsou v přírodě všudypřítomné. Jsou nepolární, což znamená, že se nemísí s vodou.

Nejjednodušší uhlovodík je metan, což je jediný centrální atom uhlíku vázaný na čtyři atomy vodíku. Centrální atom uhlíku nemůže tvořit více než čtyři další vazby, protože má pouze čtyři valenční elektrony. Valenční elektrony jsou volné elektrony na vnějším plášti atomu, které jsou k dispozici pro vazbu nebo vytváření párů s valenčními elektrony na jiných atomech za vzniku molekul. Zatímco nasycené uhlíkové řetězce mají všechny čtyři valenční elektrony obsazené kolem každého uhlíku, některé uhlovodíky mohou mít nenasycené body, kde se kolem centrálního uhlíku tvoří pouze dvě nebo tři vazby. Tato nenasycení mohou být ve formě dvojných nebo trojných vazeb na jiné uhlíky v místech, kde chybí vodík, takže všechny čtyři valenční elektrony jsou stále obsazené.

Uhlovodíky jsou pojmenovány pomocí předpony založené na počtu uhlíků v řetězci a příponě označující typy vazeb v nich obsažených. Jednoduché, dvojné a trojné vazby se nazývají alkany, alkeny a alkiny. Pro sloučeninu „ethan“, což je plyn, označuje předpona „eth-“ dva uhlíky v řetězci a přípona „-an“ znamená, že obsahuje pouze jednotlivé vázané uhlíky a vodíky. Devět uhlíkových sloučenin obsahujících dvojné vazby se nazývá nonen. Hexan je příkladem molekuly se šesti uhlíky pouze s jednoduchými vazbami. Pokud je molekulou kruh, začíná předponou „cyklo-“, jako je cyklohexan, kruh se šesti uhlíky se všemi jednoduchými vazbami.

Když je uhlovodík připojen k jiné molekule jako „funkční skupina“, předpona také obsahuje „-yl“ konec. Například, když je etan připojen k jiné molekule, nazývá se to ethylová skupina. Pokud má sloučenina více než jednu nenasycenost, například dvojnou vazbu, je číslo uhlíku, z něhož dvojná vazba pochází, zahrnuto do názvu pomocí čísla. Například molekula butenu s dvojnou vazbou mezi prvním a druhým atomem uhlíku se nazývá 1-buten. A konečně, speciální uhlovodíky zvané areny nebo aromatické uhlovodíky jsou kruhy, které mají střídavé jednoduché a dvojné vazby.

Uhlovodíky mají mnoho moderních aplikací. Přírodní kaučuk je druh uhlovodíku, který se skládá ze střídajících se dvojných a jednoduchých vázaných uhlíků. Esenciální oleje, jako je mentol a kafr, patří do třídy kruhových uhlovodíků nazývaných terpenoidy a skládají se z 10 uhlíků a alespoň jednoho dvojného uhlíku vázaného dvojnou vazbou. Zatímco mentol lze nalézt v cigaretách a kafr se používá jako odpuzující můra, některé druhy vonných éterických olejů se používají v medicíně a parfémech. Benzín, i když to není čistý uhlovodík, obsahuje směs uhlovodíků různé délky, včetně heptanu, isooktanu, cyklooktanu a ethylbenzenu. Při výrobě léčiv se často používá mnoho rozpouštědel, jako je ethanol a benzen.