Les hydrocarbures sont la classe la plus simple de matières organiquessubstances, leurs molécules ont des atomes de seulement deux éléments chimiques - le carbone et l'hydrogène. La plupart des classes de composés organiques sont obtenues à partir de divers hydrocarbures en utilisant des méthodes de synthèse chimique.
Les hydrocarbures sont divisés en deux sous-classes -acyclique et cyclique. Les groupes suivants appartiennent aux hydrocarbures acycliques, ou hydrocarbures gras, ou hydrocarbures aliphatiques : hydrocarbures saturés (alcanes), insaturés (alcènes, alcynes, diènes), terpènes acycliques. Les hydrocarbures cycliques sont représentés par des groupes cycloparaffines, des arènes et des terpènes cycliques. Parfois, les terpènes sont classés comme objets d'étude en chimie bioorganique.
Hydrocarbures saturés (alcanes) - composésle carbone et l'hydrogène, dans les molécules dont toutes les valences restantes après la connexion des atomes de carbone entre eux par une simple liaison sont saturées d'atomes d'hydrogène. Tous les alcanes peuvent être considérés comme des dérivés ou des homologues du méthane. Si un atome d'hydrogène est retiré du méthane, qui a la formule moléculaire CH4, une particule est formée - le radical CH3. En raison du fait que l'olérod est généralement tétravalent dans une molécule de substance organique, la combinaison de deux de ces radicaux provoque l'apparition du deuxième représentant de la série homologue - l'éthane (C2H6). Si un atome d'hydrogène est soustrait de l'éthane, il se forme un radical éthyle qui, après combinaison avec CH3, forme un troisième homologue, le propane.
En analysant la formule développée du propane, il est facile ded'établir que sa molécule comprend deux types d'atomes de carbone - primaire et secondaire. Chaque atome de carbone primaire est lié à un atome de carbone par l'une de ses valences, et le secondaire - par deux valences avec deux atomes de carbone. Si vous soustrayez l'atome d'hydrogène de l'atome de carbone primaire du propane, le propyle primaire est formé, à partir du propyle secondaire - secondaire. L'attachement à la coupe primaire ou secondaire du méthyle provoque la formation de variétés structurelles du quatrième homologue. Deux composés sont formés, le butane normal à chaîne droite et l'isobutane à chaîne ramifiée.
Hydrocarbures saturés : structure
Le méthane est un représentant typique des alcanes.Formule moléculaire CH4. Les molécules d'alcane sont caractérisées par une liaison sigma. Dans une molécule de méthane, un atome de carbone forme quatre liaisons covalentes dues à une orbitale s et trois orbitales p, et chaque atome d'hydrogène - à cause d'une orbitale s.
Hydrocarbures saturés : nomenclature et isomérie
Lors de la dérivation des formules structurelles de l'homologueun certain nombre de méthane, à commencer par le butane C4H10, on rencontre le phénomène d'isomérie. Par exemple, la formule moléculaire C4H10 correspond à deux composés individuels, C5H12 - trois. Par la suite, le nombre d'isomères augmente avec le nombre d'atomes de carbone dans la molécule d'alcane. Par exemple, la formule moléculaire C6H14 correspond à cinq formules structurelles et, par conséquent, aux substances individuelles, C7H16 - 9, C8H18 - 18, C10H22 - 76, C12H26 - 355. Les quatre premiers représentants des alcanes sont des gaz, du cinquième au douzième - liquides, à partir du seizième - solides ...
Propriétés chimiques des hydrocarbures saturés
Tous les hydrocarbures saturés sont des substances inertes.Cela est dû au fait que dans les molécules d'alcane, les atomes de carbone et d'hydrogène sont liés par des liaisons sigma, de sorte que ces composés ne peuvent pas attacher d'atomes d'hydrogène. Les alcanes entrent dans des réactions d'halogénation radicalaire, de nitration et de clivage. Dans le processus d'halogénation, les atomes d'halogène remplacent facilement les atomes d'hydrogène dans la molécule d'alcane. Au cours de la nitration, le groupe nitro remplace facilement l'hydrogène dans les atomes de carbone tertiaires, plus difficiles - dans les atomes de carbone secondaires et primaires.
Les hydrocarbures saturés et insaturés sontmatière première pour obtenir une variété de substances organiques. En séparant les atomes d'hydrogène des hydrocarbures saturés, des insaturés (alcènes, alcynes) peuvent être obtenus.
