Co to jest łańcuch węglowodorowy?

Łańcuch węglowodorowy to cząsteczka składająca się wyłącznie z wodoru i węgla. Są to najprostsze ze związków organicznych i mogą być cieczą, gazem lub ciałem stałym. Istnieje wiele rodzajów łańcuchów węglowodorowych, w tym alkany, alkeny, alkiny, cykloalkany i areny. Mogą być rozgałęzione, liniowe lub cykliczne. Łańcuchy węglowodorowe mają charakter wszechobecny. Są niepolarne, co oznacza, że ​​nie mieszają się z wodą.

Najprostszym węglowodorem jest metan, który jest pojedynczym centralnym atomem węgla związanym z czterema atomami wodoru. Centralny atom węgla może tworzyć nie więcej niż cztery inne wiązania, ponieważ ma tylko cztery elektrony walencyjne. Elektrony walencyjne to wolne elektrony na zewnętrznej powłoce atomu, które mogą wiązać się lub tworzyć pary z elektronami walencyjnymi na innych atomach, tworząc cząsteczki. Podczas gdy nasycone łańcuchy węglowe mają wszystkie cztery elektrony walencyjne zajęte wokół każdego węgla, niektóre węglowodory mogą mieć nienasycone punkty, w których wokół centralnego węgla tworzą się tylko dwa lub trzy wiązania. Te nienasycenia mogą mieć postać podwójnych lub potrójnych wiązań z innymi węglami w miejscach, w których nie ma wodoru, tak że wszystkie cztery elektrony walencyjne są nadal zajęte.

Węglowodory są nazywane przy użyciu przedrostka opartego na liczbie atomów węgla w łańcuchu i sufiksu wskazującego na rodzaje zawartych w nich wiązań. Wiązania pojedyncze, podwójne i potrójne nazywane są odpowiednio alkanami, alkenami i alkinami. W przypadku związku „etan”, który jest gazem, przedrostek „eth-” wskazuje dwa węgle w łańcuchu, a przyrostek „-ane” wskazuje, że zawiera on tylko pojedyncze węgle i wodory. Dziewięciowęglowy związek zawierający wiązania podwójne nazywa się nonenem. Heksan jest przykładem cząsteczki sześciowęglowej z tylko pojedynczymi wiązaniami. Jeśli cząsteczka jest pierścieniem, zaczyna się od przedrostka „cyklo-”, takiego jak cykloheksan, sześciowęglowy pierścień ze wszystkimi wiązaniami pojedynczymi.

Gdy węglowodór jest przyłączony do innej cząsteczki jako „grupa funkcyjna”, przedrostek zawiera również końcówkę „-yl”. Na przykład, gdy etan jest przyłączony do innej cząsteczki, nazywa się to grupą etylową. Gdy związek ma więcej niż jedno nienasycenie, takie jak wiązanie podwójne, liczba węgla, z którego pochodzi wiązanie podwójne, jest zawarta w nazwie za pomocą liczby. Na przykład cząsteczka butenu z podwójnym wiązaniem między pierwszym a drugim węglem nazywana jest 1-butenem. Wreszcie, specjalne węglowodory zwane arenami lub węglowodorami aromatycznymi to pierścienie, które mają naprzemienne wiązania pojedyncze i podwójne.

Węglowodory mają wiele nowoczesnych zastosowań. Kauczuk naturalny to rodzaj węglowodoru, który składa się z naprzemiennych węgli o podwójnym i pojedynczym wiązaniu. Olejki eteryczne, takie jak mentol i kamfora, należą do klasy węglowodorów w kształcie pierścienia zwanych terpenoidami i składają się z 10 atomów węgla i co najmniej jednej pary podwójnie wiązanych atomów węgla. Podczas gdy mentol można znaleźć w papierosach, a kamforę stosuje się jako środek odstraszający mole, niektóre rodzaje pachnących olejków eterycznych są używane w medycynie i perfumach. Benzyna, chociaż nie jest czystym węglowodorem, zawiera mieszaninę węglowodorów o różnej długości, w tym heptan, izooktan, cyklooktan i etylobenzen. W produkcji farmaceutyków często stosuje się liczne rozpuszczalniki, takie jak etanol i benzen.