Qu'est-ce qu'une chaîne d'hydrocarbures?

Une chaîne hydrocarbonée est une molécule entièrement constituée d'hydrogène et de carbone. Ils sont les plus simples des composés organiques et peuvent être liquides, gazeux ou solides. Il existe de nombreux types de chaînes hydrocarbonées, notamment les alcanes, les alcènes, les alcynes, les cycloalcanes et les arènes. Ils peuvent être ramifiés, linéaires ou cycliques. Les chaînes d'hydrocarbures sont omniprésentes dans la nature. Ils sont non polaires, ce qui signifie qu'ils ne se mélangent pas à l'eau.

L'hydrocarbure le plus simple est le méthane, qui est un seul atome de carbone central lié à quatre atomes d'hydrogène. L'atome de carbone central ne peut pas former plus de quatre autres liaisons car il n'a que quatre électrons de valence. Les électrons de valence sont des électrons libres sur la couche externe de l'atome qui sont disponibles pour se lier, ou faire des paires, avec des électrons de valence sur d'autres atomes pour former des molécules. Alors que les chaînes carbonées saturées ont les quatre électrons de valence occupés autour de chaque carbone, certains hydrocarbures peuvent avoir des points insaturés où seulement deux ou trois liaisons se forment autour du carbone central. Ces insaturations peuvent se présenter sous la forme de doubles ou triples liaisons avec d'autres carbones à des endroits où l'hydrogène est absent, de sorte que les quatre électrons de valence sont toujours occupés.

Les hydrocarbures sont nommés à l'aide d'un préfixe basé sur le nombre de carbones dans la chaîne et d'un suffixe indiquant les types de liaisons qu'ils contiennent. Les liaisons simples, doubles et triples sont appelées respectivement alcanes, alcènes et alcynes. Pour le composé "éthane", qui est un gaz, le préfixe "eth-" indique deux carbones dans la chaîne, et le suffixe "-ane" indique qu'il ne contient que des carbones et des hydrogènes à liaison simple. Un composé à neuf carbones contenant des doubles liaisons est appelé nonène. L'hexane est un exemple de molécule à six carbones avec seulement des liaisons simples. Si la molécule est un cycle, elle commence par le préfixe "cyclo-", comme avec le cyclohexane, un cycle à six carbones avec toutes les liaisons simples.

Lorsqu'un hydrocarbure est attaché à une autre molécule en tant que "groupe fonctionnel", le préfixe contient également une terminaison "-yl". Par exemple, lorsque l'éthane est attaché à une autre molécule, on l'appelle un groupe éthyle. Lorsqu'un composé a plus d'une insaturation, telle qu'une double liaison, le numéro du carbone d'où provient la double liaison est inclus dans le nom à l'aide d'un nombre. Par exemple, une molécule de butène avec une double liaison entre le premier et le deuxième carbone est appelée 1-butène. Enfin, les hydrocarbures spéciaux appelés arènes, ou hydrocarbures aromatiques, sont des cycles à liaisons simples et doubles alternées.

Les hydrocarbures ont de nombreuses applications modernes. Le caoutchouc naturel est un type d'hydrocarbure qui consiste en une alternance de carbones à liaison double et simple. Les huiles essentielles telles que le menthol et le camphre appartiennent à une classe d'hydrocarbures en forme d'anneau appelés terpénoïdes et se composent de 10 carbones et d'au moins une paire de carbones à double liaison. Alors que le menthol peut être trouvé dans les cigarettes et que le camphre est utilisé comme répulsif contre les mites, certains types d'huiles essentielles parfumées sont utilisées en médecine et en parfumerie. L'essence, bien qu'elle ne soit pas un hydrocarbure pur, contient un mélange d'hydrocarbures de longueurs variables comprenant l'heptane, l'isooctane, le cyclooctane et l'éthylbenzène. De nombreux solvants, tels que l'éthanol et le benzène, sont souvent utilisés dans la production de produits pharmaceutiques.