מהי שרשרת פחמימנים?

שרשרת פחמימנים היא מולקולה המורכבת כולה ממימן ופחמן. הם הפשוטים ביותר מבין התרכובות האורגניות ועשויים להיות נוזליים, גזים או מוצקים. ישנם סוגים רבים של שרשראות פחמימנים, כולל אלקנים, אלקנים, אלקינים, ציקלואלקנים וארנות. הם יכולים להיות מסועפים, ליניאריים או מחזוריים. שרשראות הפחמימנים נמצאות בכל מקום באופיין. הם לא קוטביים, מה שאומר שהם לא מתערבבים עם מים.

הפחמימן הפשוט ביותר הוא מתאן, שהוא אטום פחמן מרכזי יחיד הקשור לארבעה אטומי מימן. אטום הפחמן המרכזי יכול ליצור לא יותר מארבעה קשרים אחרים מכיוון שיש לו רק ארבעה אלקטרוני ערכיות. אלקטרונים של ערכיות הם אלקטרונים חופשיים על הקליפה החיצונית של האטום הזמינים לקישור, או ליצירת זוגות, כאשר אלקטרונים של ערך על אטומים אחרים יוצרים מולקולות. בעוד ששרשראות הפחמן הרוויות כוללות את כל ארבעת האלקטרונים הערכיים התופסים סביב כל פחמן, ייתכן שלפחמימנים מסוימים יש נקודות בלתי רוויות בהן נוצרים שניים או שלושה קשרים בלבד סביב הפחמן המרכזי. אותם בלתי רוויים יכולים להיות בצורה של קשרים כפולים או משולשים לפחמנים אחרים במקומות שבהם נעדר מימן, כך שכל ארבעת אלקטרוני הערכיות עדיין תפוסים.

שמנים של פחמימנים נקבעים באמצעות קידומת המבוססת על מספר הפחמנים בשרשרת וסיומת המציינת את סוגי הקשרים הכלולים בתוכם. קשרים בודדים, כפולים ומשולשים נקראים אלקנים, אלקנים ואלקינים בהתאמה. עבור התרכובת "אתאן", שהיא גז, הקידומת "את-" מציינת שני פחמנים בשרשרת, והסיומת "-אן" מציינת שהיא מכילה פחמנים ומאגרי מים בודדים בלבד. תרכובת בת תשע פחמן המכילה קשרים כפולים נקראת nonene. הקסאן הוא דוגמה למולקולה עם שש פחמן עם קשרים בודדים בלבד. אם המולקולה היא טבעת, היא מתחילה בקידומת "ציקלו-" כמו עם ציקלוהקסאן, טבעת עם שש פחמן עם כל הקשרים היחידים.

כאשר פחמימנים מחוברים למולקולה אחרת כ"קבוצה פונקציונלית ", הקידומת מכילה גם סיום" -yl ". לדוגמא, כאשר אתאן מחובר למולקולה אחרת, זה נקרא קבוצת אתיל. כאשר לתרכובת יש יותר מאי רוויה אחת, כגון קשר כפול, מספר הפחמן שמקורו של הקשר הכפול נכלל בשם באמצעות מספר. לדוגמא, מולקולת בוטן עם קשר כפול בין הפחמנים הראשונים והשניים נקראת 1-בוטן. לבסוף, פחמימנים מיוחדים הנקראים ארנים, או פחמימנים ארומטיים, הם טבעות שיש להן קשרים יחידים וכפולים מתחלפים.

לפחמימנים יש יישומים מודרניים רבים. גומי טבעי הוא סוג של פחמימנים המורכבים מפחמנים כפולים ויוצרים יחדיו. שמנים אתרים כגון מנטול וקמפור הם בכיתה של פחמימנים בצורת טבעת הנקראים טרפנואידים ומורכבים מעשרה פחמנים ולפחות זוג פחמן בעל קשר כפול אחד. בעוד שניתן למצוא מנטול בסיגריות, והקמפור משמש כדוחה עש, משתמשים בסוגים מסוימים של שמנים אתריים ריחניים ברפואה ובבושם. בנזין, למרות שהוא אינו פחמימן טהור, מכיל תערובת של פחמימנים באורכים משתנים, כולל הפטן, איזוקטן, ציקלואוקן ואתיל בנזן. ממיסים רבים, כגון אתנול ובנזן, משמשים לעיתים קרובות לייצור תרופות.