Τι είναι μια αλυσίδα υδρογονανθράκων;

Μια αλυσίδα υδρογονανθράκων είναι ένα μόριο που αποτελείται εξ ολοκλήρου από υδρογόνο και άνθρακα. Είναι οι απλούστερες από τις οργανικές ενώσεις και μπορεί να είναι ένα υγρό, αέριο ή στερεό. Υπάρχουν πολλοί τύποι αλυσίδων υδρογονανθράκων, όπως αλκάνια, αλκένια, αλκύνια, κυκλοαλκάνια και αρένες. Μπορούν να είναι διακλαδισμένα, γραμμικά ή κυκλικά. Οι αλυσίδες υδρογονανθράκων είναι πανταχού παρούσες στη φύση. Είναι μη πολικές, που σημαίνει ότι δεν αναμιγνύονται με νερό.

Ο απλούστερος υδρογονάνθρακας είναι το μεθάνιο, το οποίο είναι ένα μοναδικό άτομο κεντρικού άνθρακα συνδεδεμένο με τέσσερα άτομα υδρογόνου. Το κεντρικό άτομο άνθρακα μπορεί να σχηματίσει όχι περισσότερους από τέσσερις άλλους δεσμούς επειδή έχει μόνο τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους. Τα ηλεκτρόνια σθένους είναι ελεύθερα ηλεκτρόνια στο εξωτερικό περίβλημα του ατόμου που είναι διαθέσιμα για σύνδεση, ή δημιουργία ζευγών, με ηλεκτρόνια σθένους σε άλλα άτομα για να σχηματίσουν μόρια. Ενώ οι κορεσμένες αλυσίδες άνθρακα έχουν και τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους γύρω από κάθε άνθρακα, ορισμένοι υδρογονάνθρακες μπορεί να έχουν ακόρεστα σημεία όπου σχηματίζονται μόνο δύο ή τρεις δεσμοί γύρω από τον κεντρικό άνθρακα. Αυτοί οι ακόρεστοι μπορεί να έχουν τη μορφή διπλών ή τριπλών δεσμών με άλλους άνθρακες σε μέρη όπου το υδρογόνο απουσιάζει, έτσι ώστε και τα τέσσερα ηλεκτρόνια σθένους να εξακολουθούν να καταλαμβάνονται.

Οι υδρογονάνθρακες ονομάζονται χρησιμοποιώντας ένα πρόθεμα με βάση τον αριθμό των άνθρακα στην αλυσίδα και ένα επίθημα που δείχνει τους τύπους δεσμών που περιέχονται σε αυτούς. Οι απλοί, διπλοί και τριπλοί δεσμοί ονομάζονται αλκάνια, αλκένια και αλκύνια αντίστοιχα. Για την ένωση "αιθάνιο", το οποίο είναι αέριο, το πρόθεμα "eth-" δηλώνει δύο άνθρακες στην αλυσίδα, και το επίθημα "-ane" υποδηλώνει ότι περιέχει μόνο μονόκολους άνθρακες και υδρογόνα. Μια ένωση εννέα άνθρακα που περιέχει διπλούς δεσμούς ονομάζεται nonene Το εξάνιο είναι ένα παράδειγμα ενός μορίου έξι άνθρακα με μόνο μεμονωμένους δεσμούς. Εάν το μόριο είναι δακτύλιος, ξεκινά με το πρόθεμα «κυκλο-» όπως με κυκλοεξάνιο, έναν δακτύλιο έξι-άνθρακα με όλους τους απλούς δεσμούς.

Όταν ένας υδρογονάνθρακας συνδέεται με ένα άλλο μόριο ως «λειτουργική ομάδα», το πρόθεμα περιέχει επίσης ένα άκρο «-υλ». Για παράδειγμα, όταν το αιθάνιο συνδέεται με ένα άλλο μόριο, ονομάζεται αιθυλ ομάδα. Όταν μια ένωση έχει περισσότερους από έναν ακόρεστους, όπως έναν διπλό δεσμό, ο αριθμός του άνθρακα από τον οποίο προέρχεται ο διπλός δεσμός περιλαμβάνεται στο όνομα χρησιμοποιώντας έναν αριθμό. Για παράδειγμα, ένα μόριο βουτενίου με διπλό δεσμό μεταξύ του πρώτου και του δεύτερου άνθρακα ονομάζεται 1-βουτένιο. Τέλος, οι ειδικοί υδρογονάνθρακες που ονομάζονται αρένες, ή οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες, είναι δακτύλιοι που έχουν εναλλασσόμενους απλούς και διπλούς δεσμούς.

Οι υδρογονάνθρακες έχουν πολλές σύγχρονες εφαρμογές. Το φυσικό καουτσούκ είναι ένας τύπος υδρογονάνθρακα που αποτελείται από εναλλασσόμενους διπλούς και μονόκολους άνθρακες. Τα αιθέρια έλαια όπως η μενθόλη και η καμφορά βρίσκονται σε μια κατηγορία υδρογονανθράκων σε σχήμα δακτυλίου που ονομάζονται τερπενοειδή και αποτελούνται από 10 άνθρακες και τουλάχιστον ένα ζεύγος άνθρακα διπλού δεσμού. Ενώ η μενθόλη μπορεί να βρεθεί στα τσιγάρα και η καμφορά χρησιμοποιείται ως απωθητικό σκώρων, ορισμένοι τύποι αρωματικών αιθέριων ελαίων χρησιμοποιούνται στην ιατρική και στα αρώματα. Η βενζίνη, μολονότι δεν είναι καθαρός υδρογονάνθρακας, περιέχει ένα μείγμα υδρογονανθράκων διαφορετικού μήκους, συμπεριλαμβανομένων επτανίου, ισοοκτανίου, κυκλοοκτανίου και αιθυλ βενζολίου. Πολυάριθμοι διαλύτες, όπως αιθανόλη και βενζόλιο, χρησιμοποιούνται συχνά στην παραγωγή φαρμακευτικών προϊόντων.