Una cadena de hidrocarburos es una molécula que consta completamente de hidrógeno y carbono. Son los compuestos orgánicos más simples y pueden ser líquidos, gaseosos o sólidos. Hay muchos tipos de cadenas de hidrocarburos, incluidos alcanos, alquenos, alquinos, cicloalcanos y arenos. Pueden ser ramificados, lineales o cíclicos. Las cadenas de hidrocarburos son de naturaleza ubicua. Son no polares, lo que significa que no se mezclan con el agua.
Caparazón de valencia de carbono
El hidrocarburo más simple es el metano, que es un solo átomo de carbono central unido a cuatro átomos de hidrógeno. El átomo de carbono central no puede formar más de otros cuatro enlaces porque solo tiene cuatro electrones de valencia. Los electrones de valencia son electrones libres en la capa exterior del átomo que están disponibles para unirse, o hacer pares, con electrones de valencia en otros átomos para formar moléculas. Si bien las cadenas de carbono saturado tienen los cuatro electrones de valencia ocupados alrededor de cada carbono, algunos hidrocarburos pueden tener puntos insaturados donde solo se forman dos o tres enlaces alrededor del carbono central. Esas insaturaciones pueden estar en forma de enlaces dobles o triples con otros carbonos en lugares donde no hay hidrógeno, de modo que los cuatro electrones de valencia todavía están ocupados.
Denominación de hidrocarburos
Los hidrocarburos se nombran usando un prefijo basado en el número de carbonos en la cadena y un sufijo que indica los tipos de enlaces que contienen. Los enlaces simples, dobles y triples se denominan alcanos, alquenos y alquinos, respectivamente. Para el compuesto "etano", que es un gas, el prefijo "eth-" indica dos carbonos en la cadena y el sufijo "-ane" indica que contiene solo carbonos e hidrógenos con enlaces simples. Un compuesto de nueve carbonos que contiene dobles enlaces se llama noneno. El hexano es un ejemplo de una molécula de seis carbonos con solo enlaces simples. Si la molécula es un anillo, comienza con el prefijo "ciclo-", como con el ciclohexano, un anillo de seis carbonos con todos los enlaces simples.
Otras reglas de nomenclatura
Cuando un hidrocarburo se une a otra molécula como un "grupo funcional", el prefijo también contiene una terminación "-yl". Por ejemplo, cuando el etano se une a otra molécula, se denomina grupo etilo. Cuando un compuesto tiene más de una insaturación, como un doble enlace, el número del carbono donde se origina el doble enlace se incluye en el nombre usando un número. Por ejemplo, una molécula de buteno con un doble enlace entre el primer y el segundo carbonos se llama 1-buteno. Por último, los hidrocarburos especiales llamados arenos, o hidrocarburos aromáticos, son anillos que tienen enlaces simples y dobles alternos.
Ejemplos de hidrocarburos
Los hidrocarburos tienen muchas aplicaciones modernas. El caucho natural es un tipo de hidrocarburo que consta de carbonos de enlace doble y simple alternados. Los aceites esenciales como el mentol y el alcanfor pertenecen a una clase de hidrocarburos en forma de anillo llamados terpenoides y constan de 10 carbonos y al menos un par de carbonos con doble enlace. Si bien el mentol se puede encontrar en los cigarrillos y el alcanfor se usa como repelente de polillas, algunos tipos de aceites esenciales fragantes se usan en medicamentos y perfumes. La gasolina, aunque no es un hidrocarburo puro, contiene una mezcla de hidrocarburos de diferentes longitudes que incluyen heptano, isooctano, ciclooctano y etilbenceno. Numerosos disolventes, como el etanol y el benceno, se utilizan a menudo en la producción de productos farmacéuticos.