Mikä on hiilivetyketju?

Hiilivetyketju on molekyyli, joka koostuu kokonaan vedystä ja hiilestä. Ne ovat yksinkertaisimpia orgaanisista yhdisteistä ja voivat olla neste, kaasu tai kiinteä aine. Hiilivetyketjuja on monen tyyppisiä, mukaan lukien alkaanit, alkeenit, alkyynit, sykloalkaanit ja areenit. Ne voivat olla haarautuneita, lineaarisia tai syklisiä. Hiilivetyketjut ovat luonteeltaan läsnä kaikkialla. Ne eivät ole napaisia, mikä tarkoittaa, että ne eivät sekoita vettä.

Yksinkertaisin hiilivety on metaani, joka on yksi keskeinen hiiliatomi, joka on sitoutunut neljään vetyatomiin. Keskimääräinen hiiliatomi voi muodostaa korkeintaan neljä muuta sidosta, koska siinä on vain neljä valenssielektronia. Valenssielektronit ovat vapaita elektroneja atomin ulkokuoressa, jotka ovat käytettävissä sitomaan tai muodostamaan paria muiden atomien sisältyvien valenssielektronien kanssa molekyylien muodostamiseksi. Vaikka tyydyttyneillä hiiliketjuilla on kaikki neljä valenssielektronia miehitettyinä kunkin hiilen ympärillä, joillakin hiilivedyillä voi olla tyydyttymättömiä pisteitä, joissa vain kaksi tai kolme sidosta muodostuu keskushiilen ympärille. Nämä tyydyttymättömyydet voivat olla kaksois- tai kolmoissidosten muodossa muihin hiileen paikoissa, joissa vetyä ei ole, niin että kaikki neljä valenssielektronia ovat edelleen varattuja.

Hiilivedyt on nimetty etuliitteellä, joka perustuu ketjussa olevien hiilien lukumäärään ja pääteosaan, joka osoittaa niiden sisältämien sidosten tyypit. Yksittäisiä, kaksoissidoksia ja kolmoissidoksia kutsutaan alkaaneiksi, alkeeneiksi ja vastaavasti alkyyneiksi. Yhdisteelle "etaani", joka on kaasu, etuliite "eth-" tarkoittaa kahta hiiltä ketjussa ja loppuliite "-aani" osoittaa, että se sisältää vain yksinkertaisesti sitoutuneita hiilejä ja vetyjä. Yhdeksän hiilen yhdistettä, joka sisältää kaksoissidoksia, kutsutaan noneeniksi. Heksaani on esimerkki kuusihiilimolekyylistä, jossa on vain yksittäisiä sidoksia. Jos molekyyli on rengas, se alkaa etuliitteellä "syklo-", kuten sykloheksaanilla, kuuden hiilen renkaalla, jossa on kaikki yksittäiset sidokset.

Kun hiilivety on kiinnittynyt toiseen molekyyliin "funktionaalisena ryhmänä", etuliite sisältää myös "-yl" -päätteen. Esimerkiksi kun etaani on kiinnittynyt toiseen molekyyliin, sitä kutsutaan etyyliryhmäksi. Kun yhdisteellä on useampia kuin yksi tyydyttymättömyys, kuten kaksoissidos, hiilen numero, josta kaksoissidos on peräisin, sisällytetään nimessä numeroa käyttämällä. Esimerkiksi buteenimolekyyliä, jolla on kaksoissidos ensimmäisen ja toisen hiilen välillä, kutsutaan 1-buteeniksi. Viimeiseksi erityiset hiilivedyt, joita kutsutaan areeneiksi, tai aromaattiset hiilivedyt, ovat renkaita, joissa on vuorotellen yksi- ja kaksoissidokset.

Hiilivedyillä on monia moderneja sovelluksia. Luonnonkumi on eräänlainen hiilivety, joka koostuu vuorotellen kaksois- ja yksisitomisista hiilistä. Eteeriset öljyt, kuten mentoli ja kamferi, kuuluvat renkaan muotoisten hiilivetyjen luokkaan, joita kutsutaan terpenoideiksi, ja ne koostuvat 10 hiilestä ja vähintään yhdestä kaksinkertaisesti sitoutuneesta hiiliparista. Vaikka mentolia löytyy savukkeista ja kamferia käytetään koi-karkotteena, lääketieteessä ja hajusteissa käytetään eräitä tuoksuvia eteerisiä öljyjä. Vaikka bensiini ei ole puhdasta hiilivetyä, se sisältää eripituisten hiilivetyjen seosta, mukaan lukien heptaani, iso-oktaani, syklo-oktaani ja etyylibentseeni. Lääkkeiden valmistuksessa käytetään usein lukuisia liuottimia, kuten etanolia ja bentseeniä.