Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados por átomos de carbono e hidrógeno. Además, no conducen la electricidad.
La química orgánica se encarga de estudiar diferentes tipos de compuestos. Entre ellos se encuentran los hidrocarburos, caracterizados por ser moléculas formadas por carbono (C) e hidrógeno (H). Es decir, la composición química está formada por una especie de esqueleto de carbono. A partir de ahí, los átomos de hidrógeno logran unirse a la estructura.
Ante esto, algunos tipos de compuestos como los alcanos y alquenos forman parte de los hidrocarburos. Además, esta estructura también forma alquinos, alcadienos, cicloalcanos, cicloalquenos, moléculas aromáticas, etc. Así, dentro de la química orgánica, se clasifican como los compuestos más simples a estudiar.
Además, los hidrocarburos son sustancias no polares, es decir, no tienen la capacidad de conducir la corriente eléctrica. El ejemplo más común de un hidrocarburo es el petróleo . Eso es porque el petróleo se compone de una estructura molecular formada por treinta carbonos o más. Así, una característica común de estos compuestos es la combustión .
De la combustión de los hidrocarburos se forman dióxido de carbono (CO 2 ), H 2 O y energía. Es decir, es lo que sucede cuando se utiliza como combustible en los automóviles, además de la producción en trabajos mecánicos. Vale recordar que la gran emisión de dióxido de carbono agrava el tema del efecto invernadero.
Clasificación de hidrocarburos
La cadena carbónica de los hidrocarburos se puede clasificar de diferentes formas en relación con la estructura de la cadena principal. En este sentido, cuando el análisis se realiza observando la apertura de la silla, se puede clasificar en abierto, cerrado y mixto.
Es decir, las cadenas abiertas, también llamadas alifáticas o acíclicas, tienen carbonos terminales. Además, los bucles de la cadena no se cierran. Las cadenas cerradas, por otro lado, no tienen carbonos terminales y cierran el ciclo. Mientras tanto, las cadenas mixtas tienen ambas especificaciones.
Ahora bien, si se analiza la cadena carbónica según la presencia de enlaces múltiples, se puede clasificar en saturada e insaturada. En este sentido, la silla saturada tiene un enlace simple entre los carbonos de la estructura principal. La insaturación tiene al menos un enlace múltiple, que puede ser doble o triple, en la cadena principal.
Las cadenas se clasifican además según la presencia de heteroátomos en la cadena principal. Por lo tanto, se clasifican en homogéneos o heterogéneos. Por lo tanto, las cadenas homogéneas no tienen heteroátomos que dividan la secuencia de carbono. Las cadenas heterogéneas son sillas que tienen un heteroátomo que divide la secuencia de carbono en la cadena principal.
Otros tipos de clasificación
Aún en relación a las cadenas carbónicas existen otros tipos de clasificación además de las ya mencionadas. Es decir, las cadenas también se pueden clasificar según la presencia de radicales alquilo.
En este caso, pueden ser normales o ramificados. Así, las cadenas normales no tienen radicales alquilo, mientras que las cadenas ramificadas tienen presencia de radicales alquilo en la cadena principal.
Además, cuando las cadenas se clasifican como cerradas, existen clasificaciones específicas. Es decir, pueden clasificarse como resultado de la presencia del anillo de benceno en la silla principal. En este caso, hay cadenas aromáticas y alicíclicas.
Dado esto, las cadenas aromáticas son aquellas en las que, en la cadena principal, existe la presencia de un núcleo bencénico. Por otro lado, las cadenas alicíclicas, también llamadas no aromáticas, son cadenas que no tienen ningún núcleo de benceno en la cadena principal.
Además, la clasificación de las cadenas carbonadas se extiende a la conexión entre anillos aromáticos. Por lo tanto, se clasifican como condensados o aislados. Los condensados tienen anillos aromáticos conectados directamente a los carbonos. En cadenas aisladas, los anillos están conectados por separado por uno de los carbonos.
Características de los hidrocarburos
Las propiedades físicas de los hidrocarburos se definen como sigue:
- Compuestos que muestran insolubilidad en agua y solubilidad en solventes orgánicos no polares;
- Pueden flotar en el agua porque tienen una densidad de menos de 1,0 g/mL. Esto se aplica a todos los tipos de alcanos;
- Los alcanos son incoloros, inodoros e insípidos;
- Los compuestos de hasta 5 átomos de carbono se encuentran en estado gaseoso a temperatura ambiente;
- Los compuestos de 5 a 17 átomos de carbono son líquidos a temperatura ambiente;
- Los compuestos que tienen más de 17 átomos de carbono tienen forma cerosa, es decir, son sólidos.
Fórmulas de hidrocarburos
Algunos tipos de hidrocarburos que podemos mencionar son: alcanos, alquenos, alquinos, alcadienos, cicloalcanos y cicloalquenos. Cada compuesto tiene características y fórmulas específicas. Sin embargo, todos los hidrocarburos comparten la misma característica, la presencia de la cadena homogénea. Eso es porque solo tienen carbono e hidrógeno en su composición.
Así, los alcanos están formados por una cadena carbonada abierta y saturada, además de ramificada o normal. Así, los alcanos tienen la fórmula general C n H 2n+2, donde n representa el número de átomos de carbono presentes en la molécula.
Los alquenos, en cambio, son compuestos que tienen una cadena abierta con un doble enlace, ramificado o normal, además de ser homogéneos. Su fórmula es: C n H 2n. Los alquinos, por otro lado, están compuestos por una cadena abierta con un triple enlace. Además, las cadenas pueden ser ramificadas o normales, con una fórmula general representada por: CnH2n−2.
Por su parte, los alcadienos están formados por dos dobles enlaces en la cadena principal. Además, la cadena es abierta, insaturada y puede ser ramificada o lineal, teniendo la fórmula general representada por: C n H 2n−2.
Finalmente, los cicloalcanos tienen una cadena cerrada y homogénea, siendo ramificados o normales y saturados. La fórmula general es: C n H 2n. Los cicloalquenos, por su parte, son compuestos formados por una cadena cerrada y homogénea. Además, pueden ser normales o ramificados e insaturados porque tienen un doble enlace. Por lo tanto, la fórmula general se representa de la siguiente manera: CnH2n−2.
Utilidad de las fórmulas generales
Las fórmulas generales de los hidrocarburos son importantes porque definen algunos tipos de especificaciones. Es decir, a partir de la observación de las fórmulas es posible, por ejemplo, identificar isómeros. En este caso, los alcadienos y los alquinos son compuestos isoméricos, ya que tienen la misma fórmula general.
Además, mediante el uso de las fórmulas generales es posible identificar qué tipo de hidrocarburo se está analizando. Además, pueden ayudar a calcular la fórmula molecular de un hidrocarburo. Es decir, el cálculo se puede hacer a partir de la fórmula estructural. Por tanto, es necesario conocer el número de carbonos presentes en la composición química.
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