Chat with us, powered by LiveChat Gli idrocarburi: cosa sono, classificazione, esercizi

Gli idrocarburi in breve: cosa sono, classificazione, esempi

gli idrocarburi

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Gli idrocarburi sono un argomento di base della chimica organica.

Si tratta di una particolare tipologia di composti chimici che devi assolutamente conoscere perché è molto probabile che ti vengano chiesti durante compiti in classe, interrogazioni e nei quiz di chimica dei test di medicina e odontoiatria, veterinaria, professioni sanitarie.

Per cui, leggi l’articolo per studiare o ripassare la teoria. In più, guarda la videolezione sugli idrocarburi del nostro docente e tutor di chimica.

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Gli idrocarburi

Cosa sono gli idrocarburi? La definizione più comune di idrocarburi è:

composti organici formati da atomi di carbonio e idrogeno.

Gli atomi di carbonio costituiscono la struttura centrale della molecola, a cui sono collegati quelli di idrogeno.

Gli idrocarburi sono un argomento base di chimica anche perché sono molto diffusi nella vita di tutti giorni, dato che vengono utilizzati come combustibili.

A seguire, vedremo le loro proprietà chimiche e fisiche, come sono classificati e i principali tipi di idrocarburi.

Gli idrocarburi: caratteristiche chimiche e proprietà fisiche

Come accennato sopra, la struttura molecolare degli idrocarburi si distingue per avere uno scheletro carbonioso legato ad atomi di idrogeno.

Questa particolarità è alla base delle altre caratteristiche chimiche degli idrocarburi:

  • ogni atomo di carbonio forma un legame singolo, doppio o triplo con l’atomo di carbonio adiacente usando gli elettroni di valenza. I rimanenti elettroni vanno a formare il legame con l’idrogeno;
  • per parlare di molecola di idrocarburo, non è necessario che a ogni atomo di carbonio sia legato almeno un atomo di idrogeno, ma possono esserci atomi di carbonio legati solo ad altri atomi di carbonio;
  • aumentando il numero di atomi di carbonio cambia il tipo di idrocarburo che si può formare;
  • gli idrocarburi sono gli unici composti organici a non includere il gruppo funzionale, ossia quella parte della struttura molecolare che determina il comportamento chimico-fisico di una molecola, aspetto che implica che tutti i composti con quel dato gruppo si comportino in modo simile.

Il metano, CH4, è l’idrocarburo con la catena più corta, formata da un solo atomo di carbonio. Mentre gli idrocarburi con due atomi di carbonio sono solo tre: l’acetilene, C2H2, l’etilene, C2H4, e l’etano, C2H6.

Anche le proprietà fisiche degli idrocarburi dipendono dalla loro struttura molecolare:

  • la maggior parte non ha colore, ad eccezione di quelli con molti legami coniugati come i polidieni e gli idrocarburi aromatici policondensati. Un esempio è il rubrene rosso arancio;
  • gli idrocarburi sono composti solubili nei solventi organici ma non in acqua. Più precisamente, la loro solubilità nei composti organici è inversamente proporzionale al peso molecolare. Più il peso aumenta più diminuisce la solubilità;
  • all’aumentare del peso molecolare aumentano anche il punto di fusione e di ebollizione.

Per ripassare gli argomenti di chimica collegati, leggi anche la solubilità  e le proprietà colligative.

Classificazione degli idrocarburi

Esistono diversi tipi di idrocarburi proprio perché gli atomi del carbonio hanno la tendenza a legarsi fra di loro per formare catene aperte o anelli, dando forma a strutture più o meno lunghe e ramificate.

Quali sono i principali idrocarburi?

In base alla proprietà fisiche, a seconda delle condizioni di pressione e temperatura dell’ambiente, gli idrocarburi si dividono in liquidi, solidi o gassosi. Ne sono esempi rispettivamente il petrolio, l’asfalto, il butano.

Invece, in base alle proprietà chimiche abbiamo due grandi gruppi di idrocarburi, divisibili in sottogruppi:

  • idrocarburi alifatici, a catena aperta o ciclici, entrambi divisibili in saturi o insaturi;
  • idrocarburi aromatici, monociclici o policiclici.

La suddivisione degli idrocarburi in saturi e insaturi dipende dal tipo di legame tra gli atomi di carbonio, che può essere singolo (idrocarburi saturi), doppio o triplo (idrocarburi insaturi).

Invece, la distinzione tra idrocarburi a catena aperta o ciclici è data dalla loro geometria: ciclica, ramificata o lineare. Una struttura è ciclica quando è richiusa su stessa, a differenza di una lineare.

Formule generali degli idrocarburi

Ecco le formule generali dei principali idrocarburi:

  • alcani CnH2n+2
  • alcheni CnH2n
  • alchini CnH2n-2
  • cicloalcani CnH2n
  • cicloalcheni CnH2n-2
  • cicloalchini CnH2n-4

Idrocarburi alifatici

Gli idrocarburi alifatici sono quelli privi di aromaticità.

Come detto sopra, gli idrocarburi alifatici si dividono in idrocarburi alifatici a catena aperta e idrocarburi alifatici ciclici, ed entrambi questi due sottogruppi in saturi e insaturi.

Più esattamente, gli idrocarburi alifatici a catena aperta si dividono in:

  • saturi, gli alcani;
  • insaturi, gli alcheni e gli alchini. Gli alcheni includono i polieni, che sono distinti tra dieni e trieni.

Gli idrocarburi alifatici ciclici si distinguono in:

  • saturi, i cicloalcani;
  • insaturi, i cicloalcheni e cicloalchini.

Gli alcani e i cicloalcani sono saturi perché hanno legami singoli. Gli alcheni, gli alchini, i cicloalcheni hanno almeno un legame doppio o triplo, infatti sono insaturi.

idrocarburi alifatici saturi
Formula idrocarburi alifatici saturi
idrocarburi alifatici insaturi
Formula idrocarburi alifatici insaturi

Idrocarburi aromatici

Gli idrocarburi aromatici sono divisi in monociclici e policiclici. Gli idrocarburi aromatici sono idrocarburi insaturi caratterizzati da una particolare struttura molecolare.

L’idrocarburo aromatico tipico è il benzene, da cui derivano tutti gli altri idrocarburi aromatici, che pertanto hanno proprietà chimiche simili a quelle del benzene.

idrocarburi aromatici
Struttura idrocarburi aromatici

Per capire bene cos’è l’aromaticità, leggi i composti aromatici.

Guarda anche la videolezione sugli idrocarburi del nostro docente e tutor WAU! su come rappresentarli, come classificarli e come assegnare il nome IUPAC agli idrocarburi.

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Immagine in evidenza di Pixabay da Pexels

Paola Pala

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