En kolvätekedja är en molekyl som helt består av väte och kol. De är de enklaste av de organiska föreningarna och kan vara en vätska, gas eller fast ämne. Det finns många typer av kolvätekedjor, inklusive alkaner, alkener, alkyner, cykloalkaner och arener. De kan vara grenade, linjära eller cykliska. Kolvätekedjor är allestädes närvarande. De är opolära, vilket innebär att de inte blandas med vatten.
Carbon's Valence Shell
Det enklaste kolvätet är metan, som är en enda central kolatom bunden till fyra väteatomer. Den centrala kolatomen kan bilda högst fyra andra bindningar eftersom den bara har fyra valenselektroner. Valenselektroner är fria elektroner på atomens yttre skal som är tillgängliga för att binda, eller skapa par, med valenselektroner på andra atomer för att bilda molekyler. Medan mättade kolkedjor har alla fyra valenselektroner upptagna runt varje kol, kan vissa kolväten ha omättade punkter där endast två eller tre bindningar bildas runt det centrala kolet. Dessa omättningar kan vara i form av dubbel- eller trippelbindningar till andra kol på platser där väte saknas så att alla fyra valenselektroner fortfarande är upptagna.
Namngivning av kolväten
Kolväten namnges med hjälp av ett prefix baserat på antalet kol i kedjan och ett suffix som anger vilka typer av bindningar som finns i dem. Enkel-, dubbel- och trippelbindningar kallas alkaner, alkener respektive alkyner. För föreningen "etan", som är en gas, indikerar prefixet "et-" två kol i kedjan, och suffixet "-an" indikerar att den endast innehåller enkelbundna kol och väten. En nio-kolförening som innehåller dubbelbindningar kallas nonen. Hexan är ett exempel på en sexkolmolekyl med endast enstaka bindningar. Om molekylen är en ring börjar den med prefixet "cyklo-" såsom med cyklohexan, en sexkolring med alla enskilda bindningar.
Andra namnregler
När ett kolväte är fäst till en annan molekyl som en "funktionell grupp" innehåller prefixet också en "-yl" -änd. Till exempel, när etan är bunden till en annan molekyl, kallas det en etylgrupp. När en förening har mer än en omättnad, såsom en dubbelbindning, inkluderas antalet kol där dubbelbindningen har sitt ursprung i namnet med hjälp av ett tal. Till exempel kallas en butenmolekyl med en dubbelbindning mellan det första och andra kolet 1-buten. Slutligen är speciella kolväten kallade arenor eller aromatiska kolväten ringar som har alternerande enkel- och dubbelbindningar.
Exempel på kolväten
Kolväten har många moderna applikationer. Naturgummi är en typ av kolväte som består av alternerande dubbel- och enkelbundna kol. Eteriska oljor som mentol och kamfer ingår i en klass av ringformade kolväten som kallas terpenoider och består av 10 kol och minst ett dubbelbundet kolpar. Medan mentol finns i cigaretter och kamfer används som malmedel, används vissa typer av doftande eteriska oljor i medicin och parfym. Bensin, även om det inte är ett rent kolväte, innehåller en blandning av kolväten av varierande längd inklusive heptan, isooktan, cyklooktan och etylbensen. Många lösningsmedel, såsom etanol och bensen, används ofta vid framställning av läkemedel.