炭化水素鎖は、完全に水素と炭素からなる分子です。 それらは最も単純な有機化合物であり、液体、気体、または固体の場合があります。 アルカン、アルケン、アルキン、シクロアルカン、アレーンなど、多くの種類の炭化水素鎖があります。 それらは、分岐、線形、または循環することができます。 炭化水素鎖は本質的に遍在しています。 それらは無極性です、それはそれらが水と混ざらないことを意味します。
カーボンの価電子殻
最も単純な炭化水素はメタンであり、これは4つの水素原子に結合した単一の中心炭素原子です。 中央の炭素原子は、4つの価電子しかないため、他の4つの結合を形成することはできません。 価電子は、原子の外殻にある自由電子であり、他の原子の価電子と結合またはペアを形成して分子を形成するために利用できます。 飽和炭素鎖は各炭素の周りに4つの価電子すべてを占めていますが、一部の炭化水素は、中心炭素の周りに2つまたは3つの結合しか形成されない不飽和点を持っている場合があります。 これらの不飽和は、水素が存在しない場所で他の炭素への二重結合または三重結合の形をとることができるため、4つの価電子すべてがまだ占有されています。
炭化水素の命名
炭化水素は、鎖内の炭素の数に基づく接頭辞と、それらに含まれる結合のタイプを示す接尾辞を使用して名前が付けられます。 単結合、二重結合、三重結合は、それぞれアルカン、アルケン、アルキンと呼ばれます。 ガスである化合物「エタン」の場合、接頭辞「eth-」は鎖内の2つの炭素を示し、接尾辞「-ane」は単一結合の炭素と水素のみを含むことを示します。 二重結合を含む9炭素化合物はノネンと呼ばれます。 ヘキサンは、単結合しかない6炭素分子の例です。 分子が環の場合、シクロヘキサンなどの接頭辞「シクロ-」で始まります。これは、すべて単結合の6炭素環です。
その他の命名規則
炭化水素が「官能基」として別の分子に結合している場合、接頭辞には「-yl」で終わるものも含まれます。 たとえば、エタンが別の分子に結合している場合、それはエチル基と呼ばれます。 二重結合など、化合物に複数の不飽和度がある場合、二重結合が発生する炭素の番号は、番号を使用して名前に含まれます。 たとえば、1番目と2番目の炭素の間に二重結合を持つブテン分子は1-ブテンと呼ばれます。 最後に、アレーンと呼ばれる特殊な炭化水素、または芳香族炭化水素は、単結合と二重結合が交互になっている環です。
炭化水素の例
炭化水素には多くの現代的な用途があります。 天然ゴムは、二重結合炭素と単結合炭素が交互に並んだ炭化水素の一種です。 メントールや樟脳などのエッセンシャルオイルは、テルペノイドと呼ばれるリング状の炭化水素のクラスに属し、10個の炭素と少なくとも1つの二重結合炭素ペアで構成されています。 メントールはタバコに含まれ、樟脳は防虫剤として使用されますが、いくつかの種類の香りのよいエッセンシャルオイルは薬や香水に使用されます。 ガソリンは純粋な炭化水素ではありませんが、ヘプタン、イソオクタン、シクロオクタン、エチルベンゼンなどのさまざまな長さの炭化水素の混合物を含んでいます。 エタノールやベンゼンなどの多くの溶媒は、医薬品の製造によく使用されます。