Rodzaje węglowodorów
Węglowodorami nazywa się związki , których składnikami są wyłącznie atomy węgla i wodoru. W zależności od tego czy atomy tworzące szkielet węglowy związku połączone są w łańcuchy czy pierścienie , węglowodory dzieli się na łańcuchowe (alifatyczne) i pierścieniowe.
Węglowodory łańcuchowe dzieli się na :
nasycone - alkany(parafiny) mające midzy atomami węgla tylko wiązania pojedyncze
nienasycone, które dzieli się na :
alkeny (olefiny)- o podwójnym wiązaniu między dwoma sąsiednimi atomami węgla
alikny(acetyleny)- z potrójnym wiązaniem między dwoma sąsiednimi atomami węgla
Wśród węglowodorów pierścieniowych wyróżnia się:
1)cykloalkany(w tym nafteny, tzn. cykloalkany występujące w ropie naftowej)
2)węglowodory aromatyczne9pochodne benzenu0
Budowa cząsteczek
Alkany są węglowodorami, których cząsteczki są zbudowane z atomów węgla o hubrydyzacji sp3 i atomów wodoru, połączonych ze sobą pojedynczymi wiązaniami typu . Cztery atomy związane z atomem węgla są ułożone w narożnikach czworościanu foremnego(tetraedru), a kąty miedzy wiązaniami wynoszą 109,50
Cząsteczki alkanów nie są więc płaskie. Łańcuch węglowy nie tworzy linii prostej, lecz łamaną. W związku z tym wzory strukturalne alkanów i grup alkilowych należałoby przedstawić tak, jak to pokazano niżej, jednak dla przejrzystości wzoru łańcuch węglowy przedstawiony jest zwykle jako linia prosta. Alkany tworzą szereg homologiczny o wzorze ogólnym .Związki należące do takiego szeregu są względem siebie homologami różniącymi się kolejno grupą metylenową .
Trzy pierwsze węglowodory szeregu homologicznego alkanów tworzą cząsteczki o łańcuchu prostym. Począwszy od butanu atomy węgla mogą być powiązane w łańcuchy proste lub rozgałęzione.
Przedrostek n-(normalny) stosuje się do wszystkich węglowodorów i innych związków organicznych zawierających normalny, czyli prosty, nierozgałęziony łańcuch węglowy. Istnienie dwóch odmian butanu jest efektem różnego powiązania atomów węgla w cząsteczce. Związki, które mają ten sam wzór sumaryczny, ale różną budowę cząsteczki nazywa się izomerami. Typ izomerii reprezentowany przez odmiany butanu jest przykładem izomerii strukturalnej zwanej również izomerią konstrukcyjną.
Następny w szeregu homologicznym weglowodór-petan-posiada trzy odmiany izometryczne:
Liczba izomerów alkanów wzrasta szybko ze wzrostem liczby atomów węgla w cząsteczce. I tak: heksan ma 5 izomerów, heptan- 9, oktan-18, nonan-35, dekan-75, dodekan-335, ejkozan-366319, triakontan- 4,11*109. Na przykładzie izomerów pentanu można stwierdzić, że cząsteczki alkanów mogą zawierać atomy węgla związane z jednym, dwoma, trzema lub czterema innymi atomami węgla. Liczba atomów węgla związanych z rozpatrywanym atomem wskazuje jego rzędowość. Mogą zatem istnieć atomy węgla I-, II-, III- i IV-rzędowe:
Nazewnictwo
W chemii organicznej stosowane są dwa rodzaje nazewnictwa(nomenklatury): zwyczajowy i systematyczny. Nazwy zwyczajowe związków organicznych na ogół pochodzą od nazw surowców naturalnych, z których otrzymano te związki ; mogą także wskazywać pewne charakterystyczne właściwości tych związków . podstawowe zasady nazewnictwa