Chimica organica: alcani, alcheni, alchini

La chimica organica è la chimica dei composti del carbonio.

La classificazione degli idrocarburi:

i composti organici che contengono carbonio e idrogeno prendono il nome di idrocarburi.

Essi sono i costituenti dei gas naturali e dei prodotti petroliferi e trovano impiego come combustibili.

In base alla loro struttura, gli idrocarburi vengono suddivisi in due serie:alifatici(alcani,alcheni,alchini,aliciclici)e aromatici(benzene,toluene,xilene,ecc).

Gli alcani:idrocarburi saturi

Gli alcani sono detti idrocarburi saturi perché i legami carbonio-carbonio di questi composti sono tutti legami singoli.

Il metano è il più semplice degli alcani ed ha formula molecolare CH4.

L'etano (C2H6)ed il propano(C3H8)sono alcani rispettivamente con due e tre atomi di carbonio.

La formula generale degli alcani soddisfa la relazione CnH2n+2 dove,indicando con n il numero degli atomi di carbonio,quello degli idrogeni risulta il doppio più due.Il butano,che è il quarto termine della serie,ha quattro atomi di carbonio (n=4) ,per cui gli atomi di idrogeno saranno due volte quattro più due,cioè dieci.

La formula molecolare del butano è,pertanto,C4H10.

I composti della serie degli alcani terminano con il suffisso -ano.

Il composto C5H12 corrisponde al pentano (penta=cinque),C6H14 all'esano(esa=sei)e così via.

TABELLA:

CH4 metano

C2H6 etano

C3H8 propano

C4H10 butano

C6H14 esano

C7H16 eptano

C8H18 ottano

C9H20 nonano

C10H22 decano

C11H24 undecano

C12H6 dodecano

C13H28 tridecano

C14H30 tetradecano

C15H32 pentadecano

C16H34 esadecano

C17H36 eptadecano

C18H38 octadecano

C19H40 nonadecano

C20H42 eicosano

Formula molecolare e formula di struttura:

La formula molecolare di una sostanza indica il tipo ed il numero di atomi presenti nella molecola.La formula di struttura,invece,rappresenta il modo in cui gli atomi sono reciprocamente legati.

Ad esempio,per scrivere la formula di struttura del butano,la cui formula molecolare è C4H10 si scrivono prima i quattro atomi di carbonio in catena continua:

C-C-C-C

Poiché ogni atomo di carbonio può formare quattro legami covalenti,gli atomi di carbonio terminali possono legarsi con tre atomi di idrogeno,mentre ogni atomo di carbonio interno alla catena può legarsi con due atomi di idrogeno.

(CH3-CH2-CH2-CH3).

I gruppi alchilici:

Se si allontana da una molecola di un alcano uno dei suoi atomi di idrogeno,ciò che rimane prende il nome di gruppo alchilico.

Il nome di un gruppo alchilico deriva da quello del corrispondente alcano cambiando il suffisso -ano con il suffisso -ile.

Dal metano,ad esempio,per distacco di un idrogeno,si ottiene il gruppo metile,-CH3.

Cicloalcani:i cicloalcani  sono idrocarburi che presentano una struttura ad anello. Derivano dagli alcani per chiusura delle due estremità della catena lineare con espulsione di due atomi d'idrogeno.

La formula generale di questa serie è CnH2n.A tre atomi di carbonio corrisponde il ciclopropano C3H6,a quattro il ciclobutano C4H10,a cinque il ciclopentano C5H10,a sei il cicloesano C9H12.

Gli alcheni:

gli alcheni sono idrocarburi non saturi,cioè le cui molecole possiedono almeno un doppio legame tra due atomi di carbonio.Gli alcheni soddisfano la formula generale CnH2n,cioè hanno due atomi di idrogeno in meno rispetto agli alcani corrispondenti.

Il primo termine della serie,l'etene,C2H4,possiede due atomi di carbonio,il secondo termine,il propene,C3H6,ha tre atomi di carbonio,il terzo termine,il butene,C4H8,ha quattro atomi di carbonio.

Per la nomenclatura si cambia il suffisso -ano dell'alcano corrispondente in -ene.

TABELLA:

Etene  C2H4

Propene C3H6

1-Butene C4H8

2-Butene  C4H8

2-metil-1-butene C5H10

2-metil-2-butene C5H10

Gli alchini:

Gli alchini sono idrocarburi non saturi le cui molecole possiedono almeno un triplo legame tra due tomi di carbonio,e soddisfano la formula generale CnH2N-2.

Nella nomenclatura cambia il suffisso -ano degli alcani in -ino e numera la posizione del triplo legame in modo che corrisponda al carbonio con il numero più basso.

Il primo termine della serie è l'etino (acetilene secondo la nomenclatura tradizionale)che presenta la formula molecolare C2H2.

La formula di struttura dell'acetilene è la seguente:

H-C=C-H