Čo je to uhľovodíkový reťazec?

Uhľovodíkový reťazec je molekula, ktorá sa skladá výlučne z vodíka a uhlíka. Sú to najjednoduchšie z organických zlúčenín a môžu to byť kvapaliny, plyny alebo tuhé látky. Existuje veľa druhov uhľovodíkových reťazcov, vrátane alkánov, alkénov, alkínov, cykloalkánov a arénov. Môžu byť rozvetvené, lineárne alebo cyklické. Uhľovodíkové reťazce sú všadeprítomné. Sú nepolárne, čo znamená, že sa nemiešajú s vodou.

Najjednoduchším uhľovodíkom je metán, ktorý je jediným centrálnym atómom uhlíka viazaným na štyri atómy vodíka. Centrálny atóm uhlíka nemôže tvoriť viac ako štyri ďalšie väzby, pretože má iba štyri valenčné elektróny. Valenčné elektróny sú voľné elektróny na vonkajšej obálke atómu, ktoré sú schopné viazať alebo vytvárať páry s valenčnými elektrónmi na iných atómoch za vzniku molekúl. Zatiaľ čo reťazce nasýtených uhlíkov majú všetky štyri valenčné elektróny obsadené okolo každého uhlíka, niektoré uhľovodíky môžu mať nenasýtené body, kde sa okolo centrálneho uhlíka tvoria iba dve alebo tri väzby. Tieto nenasýtenia môžu byť vo forme dvojitých alebo trojitých väzieb na iné uhlíky v miestach, kde chýba vodík, takže všetky štyri valenčné elektróny sú stále obsadené.

Uhľovodíky sú pomenované pomocou predpony založenej na počte uhlíkov v reťazci a prípony označujúcej typy väzieb v nich obsiahnutých. Jednoduché, dvojité a trojité väzby sa nazývajú alkány, alkény a alkíny. Pre zlúčeninu „etán“, čo je plyn, znamená predpona „eth-“ dva uhlíky v reťazci a prípona „-an“ znamená, že obsahuje iba jednotlivé viazané uhlíky a vodíky. Deväť uhlíková zlúčenina obsahujúca dvojité väzby sa nazýva nonén. Hexán je príkladom šesťuhlíkovej molekuly s iba jednoduchými väzbami. Ak je molekulou kruh, začína sa predponou „cyklo-“, ako je napríklad cyklohexán, šesť uhlíkový kruh so všetkými jednoduchými väzbami.

Keď je uhľovodík pripojený k inej molekule ako „funkčná skupina“, predpona obsahuje aj „-yl“ koniec. Napríklad, keď je etán pripojený k inej molekule, nazýva sa to etylová skupina. Ak má zlúčenina viac ako jednu nenasýtenosť, ako je napríklad dvojitá väzba, je počet uhlíkov, z ktorých dvojitá väzba pochádza, uvedený v názve pomocou čísla. Napríklad molekula buténu s dvojnou väzbou medzi prvým a druhým uhlíkom sa nazýva 1-butén. A nakoniec, špeciálne uhľovodíky nazývané arény alebo aromatické uhľovodíky sú kruhy, ktoré majú striedavé jednoduché a dvojité väzby.

Uhľovodíky majú veľa moderných aplikácií. Prírodný kaučuk je typ uhľovodíka, ktorý pozostáva zo striedajúcich sa dvojitých a jednoduchých uhlíkov. Esenciálne oleje, ako napríklad mentol a gáfor, patria do triedy kruhových uhľovodíkov, ktoré sa nazývajú terpenoidy, a pozostávajú z 10 uhlíkov a najmenej jedného dvojného uhlíka. Zatiaľ čo mentol nájdeme v cigaretách a gáfor sa používa ako repelent proti moliam, niektoré druhy vonných éterických olejov sa používajú v medicíne a parfumoch. Benzín, aj keď nejde o čistý uhľovodík, obsahuje zmes uhľovodíkov rôznych dĺžok vrátane heptánu, izooktánu, cyklooktánu a etylbenzénu. Pri výrobe farmaceutických prostriedkov sa často používa množstvo rozpúšťadiel, ako je etanol a benzén.