Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por "átomos de carbono e hidrógeno". La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y abiertas o cerradas.
Los hidrocarburos se pueden diferenciar en dos tipos que son alifáticos y aromáticos. Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en alcanos, alquenos y alquinos según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de los alcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
LOS ALCANOS
Los alcanos son hidrocarburos, es decir que tienen sólo átomos de carbono e hidrógeno. La fórmula general para alcanos alifáticos (de cadena lineal) es CnH2n+2, y para ciclo alcanos es CnH2n. También reciben el nombre de hidrocarburos saturados.
Los alcanos son compuestos formados solo por átomos de carbono e hidrógeno, no presentan funcionalización alguna, es decir, sin la presencia de grupos funcionales como el carbonilo (-CO), carboxilo (-COOH), amida (-CON=), etc. La relación C/H es de CnH2n+2siendo n el número de átomos de carbono de la molécula, (como se verá después esto es válido para alcanos de cadena lineal y cadena ramificada pero no para alcanos cíclicos). Esto hace que su reactividad sea muy reducida en comparación con otros compuestos orgánicos, y es la causa de su nombre no sistemático: parafinas (del latín, poca afinidad). Todos los enlaces dentro de las moléculas de alcano son de tipo simple o sigma, es decir, covalentes por compartición de un par de electrones en un orbital s, por lo cual la estructura de un alcano sería de la forma:
PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS DE LOS ALCANOS
Propiedades físicas:
Los 4 primeros miembros de la serie son gases, del pentano (C5) al hexadecano (C16), líquidos, y los superiores son sólidos, (parafinas).
Los grupos de hidrocarburos se caracterizan por su poca reactividad (son sustancias relativamente inertes), se utilizan como solventes y lubricantes.
Características:
a) Solubilidad: al ser sustancias no polares deben disolverse en solventes orgánicos no polares, son insolubles en la razón por lo cual se dice que son hidrofóbicos.
b) Densidad: Su valor aproximado es de 0.7 g/ml, es menos denso que el agua.
c) Punto de ebullición: Aumenta al aumentar el número de carbonos (masa molecular)
d) Punto de fusión: Aumenta al aumentar la masa molecular, porque no tiene forma regular.
Propiedades Químicas:
La poca reactividad química de los alcanos a temperatura ambiente dio origen al nombre de parafinas, derivado del latín PARUM AFFINIS que significa poca afinidad. Los alcanos no son atacados por ácidos o bases fuertes, tampoco por agentes oxidantes o reductores. Sin embargo, los alcanos si reaccionan en condiciones severas y constituyen productos de gran utilidad comercial.
Las principales reacciones de los alcanos son:
Combustión
Los alcanos reaccionan con el oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y calor.
Los 4 primeros miembros de la serie son gases, del pentano (C5) al hexadecano (C16), líquidos, y los superiores son sólidos, (parafinas).
Los grupos de hidrocarburos se caracterizan por su poca reactividad (son sustancias relativamente inertes), se utilizan como solventes y lubricantes.
Características:
a) Solubilidad: al ser sustancias no polares deben disolverse en solventes orgánicos no polares, son insolubles en la razón por lo cual se dice que son hidrofóbicos.
b) Densidad: Su valor aproximado es de 0.7 g/ml, es menos denso que el agua.
c) Punto de ebullición: Aumenta al aumentar el número de carbonos (masa molecular)
d) Punto de fusión: Aumenta al aumentar la masa molecular, porque no tiene forma regular.
Propiedades Químicas:
La poca reactividad química de los alcanos a temperatura ambiente dio origen al nombre de parafinas, derivado del latín PARUM AFFINIS que significa poca afinidad. Los alcanos no son atacados por ácidos o bases fuertes, tampoco por agentes oxidantes o reductores. Sin embargo, los alcanos si reaccionan en condiciones severas y constituyen productos de gran utilidad comercial.
Las principales reacciones de los alcanos son:
Combustión
Los alcanos reaccionan con el oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y calor.
NOMENCLATURA
La nomenclatura IUPAC (forma sistemática de denominar a los compuestos) para los alcanos es el punto de partida para todo el sistema de nomenclatura. Se basa en identificar a las cadenas hidrocarbonadas. Las cadenas de hidrocarburos saturados lineales son nombradas sistemáticamente con un prefijo numérico griego que denota el número de átomos de carbono, y el sufijo "-ano".
Los 4 primeros reciben los nombres de metano, etano, propano y butano.
USOS DE LA NOMENCLATURA
La 'nomenclatura' en química orgánica es el sistema establecido para denominar y agrupar los compuestos químicos.
Formalmente, se siguen las reglas establecidas por IUPAC y se emplean en la práctica un cierto número de reglas simplemente aplicadas, que permiten entender los nombres de muchos compuestos orgánicos.
Para muchos compuestos, el nombre puede comenzar mediante la determinación del nombre del hidrocarburo del que nominalmente derivan y por la identificación de algunos grupos funcionales en la molécula que la distingue del hidrocarburo. La numeración del alcano del que deriva el nombre se utiliza, modificada si resulta necesario, por la aplicación de las reglas de priorización de Chan Angol Pre log en el caso de que permanezca la ambigüedad tras la consideración de la estructura aislada del hidrocarburo del que nominalmente deriva. El nombre del hidrocarburo se modifica por la aplicación del sufijo del grupo funcional de mayor prioridad, indicándose los restantes grupos funcionales mediante prefijos numéricos, que aparecen en el nombre por orden alfabético, del primero hasta el último.
En algunos casos, la falta de rigor en aplicar la nomenclatura produce un nombre que es ininteligible; el propósito, por supuesto, es evitar cualquier ambigüedad sobre qué substancia se está discutiendo.
Por ejemplo, la estricta aplicación de la prioridad CIP a la denominación del compuesto:
NH2CH2CH2OH
podría producir el nombre de 2-hidroxietanamina. No obstante, el nombre más elegante de 2-aminoetanol se refiere de forma no ambigua al mismo compuesto, por lo que es preferible frente al anterior.
Las cadenas de Simplified Molecular Input Line Entre Especificación (SMILES) se utilizan de forma común para describir compuestos orgánicos, y es una forma de "denominarlos".
TOMADO DE WIKIPEDIA
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