Що таке вуглеводневий ланцюг?

Вуглеводневий ланцюг - це молекула, що складається повністю з водню та вуглецю. Вони є найпростішими з органічних сполук і можуть бути рідиною, газом або твердим речовиною. Існує багато типів вуглеводневих ланцюгів, включаючи алкани, алкени, алкіни, циклоалкани та арени. Вони можуть бути розгалуженими, лінійними або циклічними. Вуглеводневі ланцюги мають повсюдний характер. Вони неполярні, що означає, що вони не змішуються з водою.

Найпростішим вуглеводнем є метан, який є єдиним центральним атомом вуглецю, зв’язаним з чотирма атомами водню. Центральний атом вуглецю може утворювати не більше чотирьох інших зв’язків, оскільки він має лише чотири валентних електрона. Валентні електрони - це вільні електрони на зовнішній оболонці атома, які можуть зв’язуватись або утворювати пари з валентними електронами на інших атомах, утворюючи молекули. Хоча в насичених вуглецевих ланцюгах всі чотири валентні електрони зайняті навколо кожного вуглецю, деякі вуглеводні можуть мати ненасичені точки, де навколо центрального вуглецю утворюються лише два-три зв’язки. Ці ненасичення можуть бути у формі подвійних або потрійних зв’язків з іншими вуглецями в місцях, де водень відсутній, так що всі чотири валентні електрони все ще зайняті.

Вуглеводні називаються за допомогою префікса на основі кількості вуглеводнів у ланцюзі та суфікса, що вказує на типи зв’язків, що містяться в них. Поодинокі, подвійні та потрійні зв’язки називаються алканами, алкенами та алкінами відповідно. Для сполуки "етан", що є газом, префікс "ет-" позначає два вуглеці в ланцюзі, а суфікс "-ан" вказує на те, що він містить лише однозв'язані вуглеці та водні. Дев'ятивуглецева сполука, що містить подвійні зв'язки, називається нікеном. Гексан є прикладом шестивуглецевої молекули, що має лише одинарні зв’язки. Якщо молекула є кільцем, вона починається з префікса "цикло-", наприклад, з циклогексаном, шестивуглецевим кільцем з усіма одинарними зв'язками.

Коли вуглеводень приєднаний до іншої молекули як "функціональна група", префікс також містить закінчення "-ил". Наприклад, коли етан приєднаний до іншої молекули, його називають етиловою групою. Коли сполука має більше одного ненасиченого стану, наприклад подвійний зв’язок, число вуглецю, звідки походить подвійний зв’язок, включається в назву за допомогою числа. Наприклад, молекула бутену з подвійним зв’язком між першим та другим вуглецями називається 1-бутеном. Нарешті, спеціальні вуглеводні, які називаються аренами, або ароматичні вуглеводні - це кільця, що мають чергуються одинарні та подвійні зв’язки.

Вуглеводні мають багато сучасних застосувань. Натуральний каучук - це тип вуглеводнів, який складається з вуглецю, що чергується подвійним та однозв’язковим. Ефірні олії, такі як ментол і камфора, належать до класу кільцеподібних вуглеводнів, які називаються терпеноїдами, і складаються з 10 вуглеводнів і принаймні однієї подвійної пари вуглецю. Хоча ментол міститься в сигаретах, а камфора використовується як відлякувач молі, деякі види ароматних ефірних масел використовуються в медицині та парфумерії. Хоча бензин і не є чистим вуглеводнем, він містить суміш вуглеводнів різної довжини, включаючи гептан, ізооктан, циклооктан та етилбензол. Численні розчинники, такі як етанол та бензол, часто використовуються у виробництві фармацевтичних препаратів.