Los compuestos orgánicos son compuestos de carbono. Los hidrocarburos son compuestos orgánicos que contienen hidrógeno y carbono. El petróleo, también conocido como petróleo crudo, es la fuente natural más importante de hidrocarburos. Los hidrocarburos saturados e insaturados son los dos tipos de hidrocarburos. Cuando los hidrocarburos están dispuestos en forma de anillos, se denominan hidrocarburos cíclicos. Los hidrocarburos cíclicos saturados e insaturados se analizan más adelante. Además, los grupos alquilo que se forman cuando se elimina un átomo de hidrógeno de un hidrocarburo saturado también se analizan a continuación.
¿Qué son los hidrocarburos saturados?
Un hidrocarburo saturado es un hidrocarburo en el que todos los átomos de carbono están conectados por un enlace simple. Los alcanos son otro nombre para los hidrocarburos saturados. Un alcano es un hidrocarburo con un solo enlace covalente entre los átomos de carbono. En un alcano no hay dobles ni triples enlaces. El metano, etano, propano y butano, entre otros, son los compuestos conocidos como alcanos.
Los hidrocarburos saturados, o alcanos, tienen la fórmula general C n H 2n+2 , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula del alcano.
¿Qué son los hidrocarburos no saturados?
Los hidrocarburos insaturados son hidrocarburos en los que los átomos de carbono están conectados por un enlace doble o triple. Un enlace doble se forma cuando dos átomos de carbono comparten dos pares de electrones, mientras que un enlace triple se forma cuando dos átomos de carbono comparten tres pares de electrones.
Un alqueno es un hidrocarburo insaturado con dos átomos de carbono unidos por un doble enlace. El alqueno tiene la fórmula general C n H 2n , donde n es el número de átomos de carbono en una molécula.
El alqueno más simple tendrá dos átomos de carbono en las moléculas ya que un alqueno tiene solo un doble enlace entre dos átomos de carbono. No existe un alqueno monocarbonado. El eteno es el alqueno más simple con dos átomos de carbono.
Un alquino es un hidrocarburo insaturado con dos átomos de carbono conectados por un enlace triple. El alquino tiene la fórmula general C n H 2n-2 donde n es el número de átomos de carbono en una molécula del alquino.
El alquino más simple tendrá dos átomos de carbono en las moléculas ya que un alquino tiene solo un enlace triple entre dos átomos de carbono. No existe un alquino de un solo carbono. El etino es el alquino más simple con dos átomos de carbono. Los hidrocarburos insaturados son más reactivos que los hidrocarburos saturados. Entonces, los alquenos y los alquinos suelen ser más reactivos químicamente que los alcanos.
grupo alquilo
Un grupo alquilo se forma cuando se elimina un átomo de hidrógeno de un hidrocarburo saturado (alcano). Cuando se elimina este hidrógeno, la raíz cambia de -ano a -ilo , lo que indica un grupo alquilo. Alquilo es un grupo funcional de sustancias químicas orgánicas que se compone enteramente de átomos de carbono e hidrógeno organizados en una string.
El grupo metilo (CH 3 -) y el grupo etilo (C 2 H 5 -) son dos ejemplos de grupos alquilo. El grupo metilo -CH 3 se forma cuando se elimina un hidrógeno del metano, CH 4 . De manera similar, la eliminación de un átomo de hidrógeno del etano (CH 3 CH 3 ) da como resultado la formación de un grupo etilo -CH 2 CH 3 . No se encuentran solos, sino que se encuentran unidos a otros hidrocarburos. Las fórmulas estructurales del grupo metilo y el grupo etilo se enumeran a continuación.
Grupos alquilo
La línea libre anterior (-) en el átomo de carbono del grupo alquilo indica que una valencia de los átomos de carbono en el grupo alquilo está libre. Algunos grupos funcionales u otros grupos alquilo se pueden unir a esta valencia libre de carbono. La fórmula general de un grupo alquilo es C n H 2n+1 donde n es el número de átomos de carbono.
Hidrocarburos Cíclicos
Además de los hidrocarburos de string lineal y de string ramificada, algunos otros hidrocarburos tienen átomos de carbono dispuestos en un anillo. Estos hidrocarburos se denominan hidrocarburos cíclicos.
La string de carbono de un hidrocarburo cíclico forma un anillo. Pueden existir hidrocarburos cíclicos saturados o insaturados. Existen innumerables compuestos orgánicos en los que una secuencia de átomos de carbono se cierra para formar un anillo en lugar de estar conectados en una string. Los hidrocarburos cíclicos saturados y los hidrocarburos cíclicos insaturados se analizan más adelante.
Hidrocarburos Cíclicos Saturados
Los cicloalcanos son hidrocarburos saturados que contienen un solo anillo. Un cicloalcano es un hidrocarburo cíclico con enlaces carbono-carbono simples en todos sus átomos de carbono.
Tienen dos átomos de hidrógeno menos que un alcano con el mismo número de átomos de carbono, con una fórmula general de C n H 2n (n es un número entero mayor que 2). El ciclopropano (C 3 H 6 ) es el cicloalcano más simple, con un anillo de tres carbonos. Su geometría extremadamente deformada lo hace inestable y reactivo, mientras que el ciclohexano (C 6 H 12 ) es el cicloalcano más estudiado, conocido e importante. Los anillos de cicloalcano se representan comúnmente como polígonos, con cada esquina correspondiente a un átomo de carbono al que se une el número requerido de átomos de hidrógeno para llevar el número total de enlaces a cuatro.
La fórmula estructural del ciclopropano.
Las fórmulas estructurales de los hidrocarburos cíclicos se pueden representar de varias maneras, dos de las cuales se ilustran arriba. Cada átomo puede ser representado por la estructura de la izquierda en el diagrama de arriba. Como se muestra en el triángulo de la derecha, omitir los símbolos de los elementos y mostrar solo la forma es una abreviatura simple. Se cree que los vértices del triángulo son átomos de carbono. El cicloalcano más básico es el ciclopropano y, debido a su geometría altamente deformada, es bastante inestable y reactivo. El ciclohexano es un cicloalcano con seis carbonos. Existen cicloalcanos más grandes, pero son raros.
Hidrocarburos cíclicos no saturados
También son posibles hidrocarburos cíclicos insaturados. Un hidrocarburo cíclico que tiene al menos un doble enlace carbono-carbono se conoce como cicloalqueno.
Un hidrocarburo cíclico que tiene al menos un triple enlace carbono-carbono se conoce como cicloalquino. El benceno es uno de los cicloalquenos más comunes. Una molécula de benceno tiene seis átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno. Hay tres enlaces dobles carbono-carbono y tres enlaces simples carbono-carbono en esta molécula. También incluye seis enlaces simples de carbono-hidrógeno. A continuación se muestran las estructuras de ciclohexeno (C 6 H 10 ) y benceno (C 6 H 6 ).
hidrocarburos insaturados
El ciclohexeno (C 6 H 10 ) es un líquido inflamable con un olor característico. Debido a la funcionalidad del doble enlace, que permite aplicar una amplia gama de productos químicos y derivar productos e intermedios aguas abajo, como el eprust, el diol y otros productos aguas abajo útiles, es un alqueno reactivo que es utilizado como componente básico en varios mercados diferentes.
Ejemplos de preguntas
Pregunta 1: Se dice que el ciclopropano es muy reactivo. ¿Por qué?
Responder:
El ciclopropano tiene una geometría extremadamente tensa que lo hace inestable y reactivo.
Pregunta 2: ¿Qué son los hidrocarburos aromáticos?
Responder:
Los compuestos cíclicos que contienen un enlace simple y doble en posiciones alternas y exhiben propiedades especiales se conocen como hidrocarburos aromáticos.
Pregunta 3: Identifique cuál de los compuestos dados C 5 H 10 y C 6 H 6 son hidrocarburos cíclicos saturados
Responder:
La fórmula general de los hidrocarburos cíclicos saturados es C n H 2n donde n es un número entero mayor que 2. Para C 5 H 10 , n=5, y al poner n=5 en la fórmula general obtenemos, C 5 H 2(5) es decir, C 5 H 10 , que coincide con el compuesto dado. Entonces, es un hidrocarburo cíclico saturado.
Para, C 6 H 6 , n=6, y al poner n=6 en la fórmula general obtenemos, C 6 H 2(6) , es decir, C 6 H 12 , que no coincide con el compuesto dado. Por lo tanto, no es un hidrocarburo cíclico saturado.
Pregunta 4: Dé la fórmula del grupo alquilo para el compuesto C 3 H 8 dado .
Responder:
Un grupo alquilo se forma cuando se elimina un átomo de hidrógeno de un alcano. La fórmula general de un grupo alquilo es C n H 2n+1 donde n es el número de átomos de carbono. Para el compuesto C 3 H 8 dado , n=3, por lo que poniendo n=3 en la fórmula general del grupo alquilo, obtenemos C 3 H 2(3)+1 , es decir, C 3 H 7 . Por lo tanto, para el compuesto dado, la fórmula del grupo alquilo es -C 3 H 7 .
Pregunta 5: ¿La fórmula general de los hidrocarburos cíclicos saturados es similar a cualquier hidrocarburo simple?
Responder:
La fórmula general de los hidrocarburos cíclicos saturados es C n H 2n donde n es un número entero mayor que 2. Además, la fórmula general de un alqueno es C n H 2n , donde n es el número de átomos de carbono. Entonces, la fórmula general de los hidrocarburos cíclicos saturados es similar a la de los alquenos.