25.2: Introducción a los hidrocarburos


         

            
            
                

                

                
                     

                
            
         

                
                 

             

             

                 

Objetivos de aprendizaje
  • Para obtener una visión general de las moléculas de hidrocarburos y sus cuatro clasificaciones principales

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que contienen solo carbono e hidrógeno. Las cuatro clases generales de hidrocarburos son: alcanos, alquenos, alquinos y arenos. Los compuestos aromáticos derivan sus nombres del hecho de que muchos de estos compuestos en los primeros días del descubrimiento se agruparon porque eran aceites con olores fragantes.

Las clasificaciones para hidrocarburos, definidas por la nomenclatura de la química orgánica de la IUPAC son las siguientes:

  1. Los hidrocarburos saturados (alcanos) son las especies de hidrocarburos más simples. Están compuestos completamente de enlaces simples y están saturados de hidrógeno. La fórmula general para los hidrocarburos saturados es (C_nH_ {2n + 2} ) (suponiendo estructuras no cíclicas). Los hidrocarburos saturados son la base de los combustibles derivados del petróleo y se encuentran como especies lineales o ramificadas. Los alcanos más simples tienen sus átomos de C unidos en cadena recta; estos se llaman alcanos normales . Se nombran de acuerdo con el número de átomos de C en la cadena. El alcano más pequeño es el metano:
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  2. Los hidrocarburos insaturados tienen uno o más enlaces dobles o triples entre los átomos de carbono. Aquellos con doble enlace se llaman alquenos y aquellos con un doble enlace tienen la fórmula (C_nH_ {2n} ) (asumiendo estructuras no cíclicas). Los que contienen enlaces triples se denominan alquinos, con la fórmula general (C_nH_ {2n-2} ). El alqueno más pequeño, el eteno, tiene dos átomos de C y también es conocido por su nombre común etileno:
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El alquino más pequeño es el etileno, que también se conoce como acetileno. :

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  1. Los cicloalcanos son hidrocarburos que contienen uno o más anillos de carbono a los que están unidos los átomos de hidrógeno. La fórmula general para un hidrocarburo saturado que contiene un anillo es (C_nH_ {2n} ).
  2. Los hidrocarburos aromáticos, también conocidos como arenos, son hidrocarburos que tienen al menos un anillo aromático. Los compuestos aromáticos contienen la unidad de benceno. El benceno en sí está compuesto por seis átomos de C en un anillo, con enlaces alternos simples y dobles de C – C:

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Debido a las diferencias en la estructura molecular, la fórmula empírica permanece diferente entre hidrocarburos; en alcanos, alquenos y alquinos lineales o de “flujo directo”, la cantidad de hidrógeno unido disminuye en alquenos y alquinos debido al “auto-enlace” o la catenificación de carbono que evita la saturación completa del hidrocarburo por la formación de doble o triple cautiverio.

La capacidad inherente de los hidrocarburos para unirse a sí mismos se conoce como catenación, y permite que el hidrocarburo forme moléculas más complejas, como el ciclohexano, y en casos más raros, arenos como el benceno. Esta capacidad proviene del hecho de que el carácter de enlace entre los átomos de carbono es completamente no polar, en el sentido de que la distribución de electrones entre los dos elementos se debe en parte a los mismos valores de electronegatividad de los elementos (~ 0.30).