Въглеводородите са най-простият клас органичнивещества, техните молекули имат атоми само на два химически елемента - въглерод и водород. Повечето класове органични съединения се получават от различни въглеводороди с помощта на методи за химичен синтез.
Въглеводородите са разделени на два подкласа -ациклични и циклични. Към ациклични въглеводороди или мастни въглеводороди или алифатни въглеводороди включвайте следните групи: наситени въглеводороди (алкани), ненаситени (алкени, алкини, диени), ациклични терпени. Цикличните въглеводороди са представени от циклопарафинови групи, арени и циклични терпени. Понякога терпените се класифицират като обекти за изследване в биоорганичната химия.
Наситени въглеводороди (алкани) - съединениявъглерод и водород, в молекулите на които всички валентности, останали след връзката на въглеродните атоми помежду си с обикновена връзка, са наситени с водородни атоми. Всички алкани могат да се разглеждат като производни или хомолози на метан. Ако един водороден атом се извади от метан, който има молекулярна формула СН4, се образува частица - СН3 радикал. Поради факта, че в молекула от органична материя, олеродът обикновено е четиривалентно, комбинацията от два такива радикала причинява появата на втория представител на хомоложната серия - етан (C2H6). Ако единият водороден атом се извади от етан, се образува етилов радикал, който след комбиниране с СНЗ образува трети хомолог, пропан.
Анализирайки структурната формула на пропан, е леснода се установи, че молекулата му включва два вида въглеродни атоми - първичен и вторичен. Всеки първичен въглероден атом е свързан към един въглероден атом с една от неговите валентности, а вторичният - с две валентности с два въглеродни атома. Ако извадите водородния атом от първичния въглероден атом на пропана, се образува първичен пропил, от вторичния - вторичен пропил. Прикрепването към първичния или вторичния разрез на метила причинява образуването на структурни разновидности на четвъртия хомолог. Образуват се две съединения, прав бутан с нормална верига и изобутан с разклонена верига.
Наситени въглеводороди: структура
Метанът е типичен представител на алканите. Молекулна формула СН4. Алкановите молекули се характеризират със сигма връзка. В молекулата на метан въглеродният атом образува четири ковалентни връзки поради една s- и три р-орбитали, а всеки водороден атом поради s-орбитала.
Наситени въглеводороди: номенклатура и изомерия
При извеждане на структурните формули на хомологичнияредица метан, започвайки с бутан C4H10, срещаме явлението изомерия. Например, молекулната формула C4H10 съответства на две отделни съединения, C5H12 - три. Впоследствие броят на изомерите се увеличава с броя на въглеродните атоми в алкановата молекула. Например, молекулярната формула C6H14 съответства на пет структурни формули и съответно на отделни вещества, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. Първите четири представители на алканите са газове, от петия до дванадесетия - течности, започвайки от шестнадесетия - твърди вещества ...
Химични свойства на наситените въглеводороди
Всички наситени въглеводороди са инертни вещества. Това се дължи на факта, че в алкановите молекули въглеродните и водородните атоми са свързани със сигма връзки, така че тези съединения не могат да прикачат водородни атоми. Алканите влизат в радикални реакции на халогениране, нитриране и разцепване. В процеса на халогениране халогенните атоми лесно заместват водородните атоми в алкановата молекула. По време на нитрирането нитрогрупата лесно замества водорода във третични, по-трудни - във вторични и първични въглеродни атоми.
Наситените и ненаситените въглеводороди сасуровина за различни органични вещества. Чрез разделяне на водородните атоми от наситени въглеводороди могат да се получат ненаситени (алкени, алкини).
