Kas ir ogļūdeņraža ķēde?

Ogļūdeņraža ķēde ir molekula, kas pilnībā sastāv no ūdeņraža un oglekļa. Tie ir vienkāršākie no organiskajiem savienojumiem un var būt šķidrums, gāze vai cieta viela. Ir daudz veidu ogļūdeņražu ķēdes, ieskaitot alkānus, alkēnus, alkīnus, cikloalkānus un arēnus. Tie var būt sazaroti, lineāri vai cikliski. Ogļūdeņražu ķēdes pēc būtības ir visuresošas. Tie ir nepolāri, kas nozīmē, ka tie nesajaucas ar ūdeni.

Vienkāršākais ogļūdeņradis ir metāns, kas ir viens centrālais oglekļa atoms, kas saistīts ar četriem ūdeņraža atomiem. Centrālais oglekļa atoms var veidot ne vairāk kā četras citas saites, jo tajā ir tikai četri valences elektroni. Valences elektroni ir brīvie elektroni uz atoma ārējā apvalka, kas ir pieejami, lai piesaistītu vai izveidotu pārus ar valences elektroniem uz citiem atomiem, lai izveidotu molekulas. Kaut arī piesātinātajām oglekļa ķēdēm visi četri valences elektroni ir aizņemti ap katru oglekli, dažiem ogļūdeņražiem var būt nepiesātināti punkti, kur ap centrālo oglekli veidojas tikai divas vai trīs saites. Šie nepiesātinājumi var būt divkāršu vai trīskāršu saišu veidā ar citiem oglekļiem vietās, kur nav ūdeņraža, tāpēc visi četri valences elektroni joprojām ir aizņemti.

Ogļūdeņraži tiek nosaukti, izmantojot prefiksu, pamatojoties uz ogļu skaitu ķēdē un sufiksu, kas norāda tajos esošo saišu veidus. Vienreizējās, dubultās un trīskāršās saites attiecīgi sauc par alkāniem, alkēniem un alkīniem. Savienojumam "etāns", kas ir gāze, prefikss "eth-" apzīmē divus ogles ķēdē, un piedēklis "-ane" norāda, ka tajā ir tikai atsevišķi saistīti ogļūdeņraži un ūdeņraži. Deviņu oglekļa savienojumu, kas satur dubultās saites, sauc par nonēnu. Heksāns ir sešu oglekļa molekulas piemērs, kurā ir tikai atsevišķas saites. Ja molekula ir gredzens, tas sākas ar prefiksu "ciklo-", piemēram, ar cikloheksānu - sešu oglekļa gredzenu ar visām atsevišķajām saitēm.

Kad ogļūdeņradis ir piesaistīts citai molekulai kā "funkcionālā grupa", prefikss satur arī "-yl" galotni. Piemēram, kad etāns ir piesaistīts citai molekulai, to sauc par etilgrupu. Ja savienojumam ir vairāk nekā viens nepiesātinājums, piemēram, dubultā saite, oglekļa numurs, no kura rodas dubultā saite, tiek iekļauts nosaukumā, izmantojot skaitli. Piemēram, butēna molekulu ar dubultu saiti starp pirmo un otro ogli sauc par 1-butēnu. Visbeidzot, īpašie ogļūdeņraži, ko sauc par arēniem, vai aromātiskie ogļūdeņraži, ir gredzeni, kuriem ir pārmaiņus viena un divas saites.

Ogļūdeņražiem ir daudz mūsdienu pielietojuma. Dabīgais kaučuks ir ogļūdeņraža veids, kas sastāv no divkāršo un vienreiz saistīto ogļu maiņas. Ēteriskās eļļas, piemēram, mentols un kampars, ietilpst gredzenveida ogļūdeņražu klasē, ko sauc par terpenoīdiem, un tās sastāv no 10 ogļūdeņražiem un vismaz viena divkāršā savienojuma oglekļa pāra. Kamēr mentolu var atrast cigaretēs, un kamparu izmanto kā kodes atbaidīšanas līdzekli, dažus smaržīgu ēterisko eļļu veidus izmanto medicīnā un smaržās. Lai gan benzīns nav tīrs ogļūdeņradis, tajā ir dažāda garuma ogļūdeņražu maisījums, ieskaitot heptānu, izooktānu, ciklooktānu un etilbenzolu. Farmaceitisko līdzekļu ražošanā bieži izmanto daudzus šķīdinātājus, piemēram, etanolu un benzolu.