O que são hidrocarbonetos?
Os hidrocarbonetos são compostos químicos orgânicos que consistem inteiramente de carbono e hidrogênio e variam de moléculas simples, como metano, a polímeros como o poliestireno, que consiste em milhares de átomos. A capacidade dos átomos de carbono de se unir fortemente um ao outro permite que eles formem uma variedade quase ilimitada de cadeias, anéis e outras estruturas que formam os espacos de moléculas orgânicas. Como cada átomo pode formar quatro ligações, esses backbones incluem outros elementos, como o hidrogênio. Os compostos são inflamáveis, uma vez que os dois elementos que eles contêm se combinam facilmente com o oxigênio no ar, liberando energia. Os combustíveis fósseis, como petróleo e gás natural, são misturas naturais de hidrocarbonetos; O carvão também contém alguns, embora seja apenas apenas carbono.
Estrutura e convenções de nomenclatura
A nomeação de hidrocarbonetos segue certas convenções, embora, em muitos casos, os compostos possam ser mais conhecidos em nomes mais antigos. No sistema moderno, a primeira parte doO nome representa o número de átomos de carbono na molécula: na sequência ascendente, os oito primeiros são prefixados Meth-, eth-, prop-, mas-, pent-, hexadentual, hept- e out-. Compostos onde todos os carbonos são unidos por ligações únicas são conhecidas coletivamente como alcanes e têm nomes terminando em –ane. Portanto, os oito primeiros alcanes são metano, etano, propano, butano, pentane, hexano, heptano e octano.
Os átomos de carbono também podem formar ligações duplas ou triplas entre si. As moléculas que possuem ligações duplas são conhecidas como alcenos e têm nomes que terminam em -ne , enquanto aqueles que possuem ligações triplas são chamadas de alcinos e têm nomes terminando em -yne . As moléculas que possuem apenas ligações únicas contêm o número máximo possível de átomos de hidrogênio e, portanto, são descritas como saturadas. Onde existem ligações duplas ou triplas, há menos lugares disponíveis para hidrogênio, então tEsses compostos são descritos como insaturados. Para dar um exemplo simples, o etano possui dois carbonos unidos por uma única ligação, deixando cada um capaz de unir a três átomos de hidrogênio; portanto, sua fórmula química é C 2 H 6 e é um alcano. No eteno, existe uma ligação dupla carbono carbono, portanto, ele pode ter apenas quatro hidrogênios, tornando-o um alceno com a fórmula C 2 h
Os átomos de carbono também podem formar anéis. Alcanes com anéis têm nomes começando com ciclo-. Portanto, o ciclohexano é um alcano com seis átomos de carbono unidos por ligações únicas de forma a formar um anel. Um anel com ligações simples e duplas alternadas também é possível e é conhecido como um anel benzeno. Os hidrocarbonetos que contêm um anel de benzeno são conhecidos como aromáticos, porque muitos deles são um cheiro agradável.
Algum hidrocarboneto MOAs léculas têm correntes que ramo. Butano, que normalmente consiste em uma única cadeia, pode existir em uma forma em que um átomo de carbono é ligado a outros dois, formando um ramo. Essas formas alternativas de uma molécula são conhecidas como isômeros. O isômero ramificado de Butano é conhecido como isobutano.
Produção
A maior parte da produção de hidrocarbonetos é de combustíveis fósseis: carvão, petróleo e gás natural, que são extraídos do solo em quantidades de milhões de toneladas por dia. O petróleo bruto é principalmente uma mistura de muitos alcanos e cicloalcanos diferentes, com alguns compostos aromáticos. Estes podem ser separados um do outro nas refinarias de petróleo por destilação, devido aos seus diferentes pontos de ebulição. Outro processo usado é conhecido como "rachadura": os catalisadores são empregados para quebrar algumas das moléculas maiores em menores que são mais úteis como combustíveis.
Propriedades
De um modo geral, quanto mais complexo um hidrocarboneto é, maior seus pontos de fusão e ebulição. Por exemplo, o SOs tipos de implementação, como metano, etano e propano, com um, dois e três carbonos, respectivamente, são gases. Muitas formas são líquidas: exemplos são hexano e octane. As formas sólidas incluem cera de parafina - uma mistura de moléculas com entre 20 e quarenta átomos de carbono - e vários polímeros que consistem em cadeias de milhares de átomos, como o polietileno.
As propriedades químicas mais notáveis dos hidrocarbonetos são sua inflamabilidade e sua capacidade de formar polímeros. Aqueles que são gases ou líquidos reagirão com oxigênio no ar, produzindo dióxido de carbono (CO 2) e água e liberando energia na forma de luz e calor. Alguma energia deve ser fornecida para iniciar a reação, mas uma vez iniciado, é auto-sustentável: esses compostos queimarão, conforme ilustrado pela iluminação de uma placa de gás com uma fósforo ou faísca. Formas sólidas também queimarão, mas com menos facilidade. Em alguns casos, nem todo o carbono formará CO 2 ; fuligem e fumaça podem ser produzidos por alguns tipos quando eles se deparamn No ar, e em um suprimento insuficiente de oxigênio, qualquer hidrocarboneto pode produzir o gás tóxico e inodoro, monóxido de carbono (CO).
usa
A inflamabilidade dos hidrocarbonetos os torna muito úteis como combustíveis e são a principal fonte de energia para a civilização de hoje. Em todo o mundo, a maioria das eletricidade é gerada pela queima desses compostos e eles são usados para impulsionar praticamente todas as máquinas móveis: carros, caminhões, trens, aviões e navios. Eles também são usados na fabricação de muitos outros produtos químicos e materiais. A maioria dos plásticos, por exemplo, são polímeros de hidrocarbonetos. Outros usos incluem solventes, lubrificantes e propulsores para latas de aerossol.