Significado de los hidrocarburos

Los hidrocarburos, también llamados carburos de hidrógeno, son compuestos orgánicos cuya composición sólo contiene átomos de carbono (C) e hidrógeno (H), por lo que tienen la fórmula general CxHy.

Un hidrocarburo consiste en una estructura de carbono a la que se unen los átomos de hidrógeno en un enlace covalente.

Es el compuesto más importante en el campo de la química orgánica.

Todos los tipos de hidrocarburos se oxidan fácilmente, liberando calor. La mayoría de ellos no se disuelven en agua.

Los hidrocarburos naturales son compuestos químicos formados dentro de la Tierra (más de 150 km de profundidad) a alta presión y que alcanzan zonas de baja presión a través de procesos geológicos.

¿Dónde se encuentran los hidrocarburos?

La principal fuente de hidrocarburos es el petróleo. Por ello, el hidrocarburo está presente en diversos derivados como el queroseno, la parafina, el gas natural, la gasolina, la vaselina, el gasoil, el GLP (Gas Licuado de Petróleo), los polímeros (como el plástico y el caucho), entre otros.

Este compuesto orgánico constituye el 48% de la matriz energética de Brasil.

La cadena de carbono que forma parte de la composición de un hidrocarburo es tetravalente, es decir, puede formar cuatro eslabones.

El carbono es capaz de unirse con otros átomos de carbono y con hidrógeno a través de enlaces simples, dobles o triples.

Clasificación de hidrocarburos

La clasificación de los hidrocarburos se basa en tres especificidades: la forma de la cadena principal del carbono, los enlaces de las cadenas del carbono, la presencia de radicales alquilos en la cadena del carbono y la presencia de heteroátomos que dividen la cadena del carbono.

Forma de la cadena principal de carbono

En cuanto a la forma de la cadena principal de carbono, la clasificación de los hidrocarburos se subdivide en alifáticos y cíclicos.

Compruebe en qué consiste cada una de estas formas de cadena de carbono.

Hidrocarburos alifáticos

Los hidrocarburos alifáticos están formados por cadenas de carbono abiertas o acíclicas. En estas cadenas, los carbonos son terminales.

Ejemplos:

Alcano

Los hidrocarburos alcanosos, también llamados parafinas o hidrocarburos parafínicos, son compuestos aceitosos en los que sólo hay enlaces simples entre los carbones.

La fórmula general para un alcano es CnH2n + 2 (n = cualquier número entero).

Alceno

También llamado olefina, alqueno o hidrocarburo de etileno, el alqueno es un compuesto poco reactivo donde hay una doble unión entre los carbones.

La fórmula general de un alqueno es CnH2n.

Alcino

También llamado metilacetileno, la alcina es un hidrocarburo donde los enlaces existentes entre los carbones son triples.

La fórmula general de una alcina es CnH2n-2.

Alkadiene

También llamados dienes o diolefinas, los alquilenos son hidrocarburos donde los enlaces entre los carbones son dobles.

La fórmula general para un alcadieno es CnH2n-2.

Hidrocarburos cíclicos

Los hidrocarburos cíclicos están formados por cadenas de carbono cerradas o cíclicas. Estas cadenas no tienen terminales de carbono.

Ejemplos:

Ciclano

También llamado cicloalcano, cicloparafina o hidrocarburo nafténico, el ciclano es un hidrocarburo saturado, compuesto de enlaces simples.

Tiene una cadena de carbono cerrada y su fórmula general es CnH2n.

Cicleno

También llamados cicloalcenos, los ciclenos son hidrocarburos insaturados compuestos de dobles enlaces.

Un ciclón tiene una cadena de carbono cerrada y su fórmula general es CnH2n-2.

Ciclina

También llamado cicloalcino o cicloalcino, el ciclino es un hidrocarburo cíclico e insaturado.

Está formado por una cadena cerrada de carbono con triple enlace y su fórmula general es CnH2n-4.

Aromático

o

También llamados arena, los hidrocarburos aromáticos son compuestos insaturados formados por dobles enlaces.

Un aromático tiene una cadena de carbono cerrada o cíclica y su fórmula general es C6H6.

Tipo de conexión de la cadena de carbono

Dependiendo del tipo de unión de la cadena de carbono, los hidrocarburos pueden clasificarse como saturados o insaturados.

Hidrocarburos saturados

Los hidrocarburos saturados están formados por enlaces simples.

Ejemplos: alcanos, ciclanos.

Hidrocarburos insaturados

Los hidrocarburos insaturados están formados por enlaces dobles o triples.

Ejemplos: alquenos, alquinos, alcadienos.

Presencia de radicales alquilo

Con respecto a la presencia de radicales alquilo, los hidrocarburos pueden tener una cadena de carbono normal o ramificada.

Cadena de carbono normal

Un hidrocarburo de cadena de carbono normal no tiene radicales alquilo.

Ejemplo: pentano

Cadena de carbono ramificada

Cuando un hidrocarburo tiene una cadena de carbono ramificada, esto significa que su cadena de carbono principal tiene radicales alquilos.

Ejemplo: metilpropano

Presencia de heteroátomos que dividen la cadena de carbono

La cadena secuencial de carbono puede o no dividirse en función de la presencia de heteroátomos.

Cadena de carbono homogénea

Cuando un hidrocarburo tiene una cadena principal de carbono homogénea, significa que esta cadena no está dividida por heteroátomos.

Cadena de carbono heterogénea

Si un hidrocarburo tiene una cadena principal de carbono heterogénea, esta cadena tiene su cadena de carbono dividida por un heteroatomo.

Nomenclatura de hidrocarburos

La nomenclatura de los hidrocarburos se define mediante una combinación de tres partes:

El prefijo identifica la cantidad de carbonos, el intermedio identifica el tipo de enlace y el sufijo indica la función a la que pertenece el compuesto (en este caso, la clase de hidrocarburo).

A continuación se muestra una lista de prefijos e intermediarios que se combinan para designar los hidrocarburos.

Lista de prefijos

Número de carbono

Prefijo 1Met-2Et-3Prop-4But-5Pent-6Hex-7Hept-8Oct-9Non-10Dic-

Lista de intermediarios

Tipo de conexión Intermedio

Sólo conexiones simples-uno-doble-en-Triple-in-Double-Double-dien-

Observe algunos ejemplos de formación de nombres de hidrocarburos.

Ejemplos:

CH3 – CH2 – CH2 – CH3

En la forma estructural anterior, podemos ver un compuesto de 4 carbonos que sólo tiene conexiones simples (indicadas por el símbolo «-«).

  • Prefijo para 4 carbono = pero-
  • Intermedio para conexiones simples= -an-
  • Sufijo del hidrocarburo= -o

Vea que la unión del prefijo + intermedio + sufijo da lugar al nombre BUTANO.

CH2 = CH2

La forma estructural anterior tiene 2 de carbono y 1 de doble conexión (indicada por el símbolo «=»).

  • Prefijo para 2 carbono = et-
  • Intermedio para conexiones dobles= -en-
  • Sufijo del hidrocarburo= -o

Vea que la unión del prefijo + intermedio + sufijo da lugar al nombre ETENO.

CH2 = CH – CH2 – CH3

CH3 – CH = CH2 – CH3

Tenga en cuenta que las dos formas estructurales anteriores tienen 4 carbonos y 1 conexión doble (indicada por el símbolo «=»).

De esta manera, lo hacemos:

  • Prefijo para 4 carbono = pero-
  • Intermedio para conexiones dobles= -en-
  • Sufijo del hidrocarburo= -o

Vea que la unión del prefijo + intermedio + sufijo daría lugar al nombre BUTENO para las dos formas estructurales.

Sin embargo, tenga en cuenta que las formas estructurales no son idénticas, por lo que las nomenclaturas tampoco pueden serlo.

La diferencia entre las dos formas estructurales está en la ubicación de la conexión doble.

En ese caso, debemos numerar el carbono en la cadena desde el extremo más cercano del par. Por lo tanto, en los casos en cuestión, debemos numerar de izquierda a derecha.

En CH2 = CH – CH2 – CH3:

  • CH2 será el 1
  • CH será 2
  • CH2 será el 3
  • CH3 será el 4

Tenga en cuenta que la conexión doble es entre carbono 1 y carbono 2.

Debemos usar el número más pequeño (1) para localizar el doble enlace: BUTENO -1

En CH3 – CH = CH2 – CH3:

  • CH3 será el 1
  • CH será 2
  • CH2 será el 3
  • CH3 será el 4

Tenga en cuenta que la conexión doble es entre carbono 2 y carbono 3.

Debemos usar el número más pequeño (2) para localizar el doble enlace: BUTENO -2

Según la IUPAC (Unión Internacional de Química Pura y Aplicada), la indicación de la ubicación debe hacerse un poco antes de lo que se está localizando (en el caso de la estructura formal anterior, el doble vínculo, representado por el intermediario «-en-«).

Con esto, tenemos una segunda forma, que por cierto es la más correcta, para escribir la nomenclatura de las formas estructurales disponibles.

CH2 = CH – CH2 – CH3: BUTENO -1 o BUT-1-ENO (la forma más correcta)

CH3 – CH = CH2 – CH3: BUTENO -2 o BUT-2-ENO (la forma más correcta)

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