Che cos'è una catena di idrocarburi?

Una catena idrocarburica è una molecola costituita interamente da idrogeno e carbonio. Sono i più semplici dei composti organici e possono essere liquidi, gassosi o solidi. Esistono molti tipi di catene di idrocarburi, inclusi alcani, alcheni, alchini, cicloalcani e areni. Possono essere ramificati, lineari o ciclici. Le catene di idrocarburi sono onnipresenti in natura. Non sono polari, il che significa che non si mescolano con l'acqua.

L'idrocarburo più semplice è il metano, che è un singolo atomo di carbonio centrale legato a quattro atomi di idrogeno. L'atomo di carbonio centrale non può formare più di quattro altri legami perché ha solo quattro elettroni di valenza. Gli elettroni di valenza sono elettroni liberi sul guscio esterno dell'atomo che sono disponibili per legarsi, o formare coppie, con elettroni di valenza su altri atomi per formare molecole. Mentre le catene di carbonio sature hanno tutti e quattro gli elettroni di valenza occupati attorno a ciascun carbonio, alcuni idrocarburi possono avere punti insaturi in cui si formano solo due o tre legami attorno al carbonio centrale. Tali insaturazioni possono essere sotto forma di doppi o tripli legami ad altri atomi di carbonio in luoghi in cui l'idrogeno è assente in modo che tutti e quattro gli elettroni di valenza siano ancora occupati.

Gli idrocarburi sono denominati utilizzando un prefisso basato sul numero di atomi di carbonio nella catena e un suffisso che indica i tipi di legami contenuti al loro interno. I legami singoli, doppi e tripli sono chiamati rispettivamente alcani, alcheni e alchini. Per il composto "etano", che è un gas, il prefisso "eth-" indica due atomi di carbonio nella catena e il suffisso "-ano" indica che contiene solo atomi di carbonio e idrogeno a legame singolo. Un composto a nove atomi di carbonio contenente doppi legami è chiamato nonene. L'esano è un esempio di molecola a sei atomi di carbonio con solo legami singoli. Se la molecola è un anello, inizia con il prefisso "ciclo-" come nel cicloesano, un anello a sei atomi di carbonio con tutti i singoli legami.

Quando un idrocarburo è attaccato a un'altra molecola come "gruppo funzionale", il prefisso contiene anche una desinenza "-yl". Ad esempio, quando l'etano è attaccato a un'altra molecola, viene chiamato gruppo etilico. Quando un composto ha più di un'insaturazione, come un doppio legame, il numero del carbonio da cui ha origine il doppio legame è incluso nel nome usando un numero. Ad esempio, una molecola di butene con un doppio legame tra il primo e il secondo carbonio è chiamata 1-butene. Infine, gli idrocarburi speciali chiamati areni, o idrocarburi aromatici, sono anelli che presentano alternati legami singoli e doppi.

Gli idrocarburi hanno molte applicazioni moderne. La gomma naturale è un tipo di idrocarburo costituito dall'alternanza di carbonio a doppio e singolo legame. Gli oli essenziali come il mentolo e la canfora appartengono a una classe di idrocarburi a forma di anello chiamati terpenoidi e sono costituiti da 10 atomi di carbonio e almeno una coppia di carbonio a doppio legame. Mentre il mentolo si trova nelle sigarette e la canfora è usata come repellente per le tarme, alcuni tipi di oli essenziali profumati sono usati in medicina e in profumeria. La benzina, pur non essendo un idrocarburo puro, contiene una miscela di idrocarburi di varia lunghezza tra cui eptano, isoottano, cicloottano ed etilbenzene. Numerosi solventi, come etanolo e benzene, sono spesso utilizzati nella produzione di prodotti farmaceutici.