Ταξινόμηση και Τύποι Υδρογονανθράκων

Η οργανική χημεία είναι ένας σημαντικός κλάδος της Χημείας που ασχολείται κυρίως με τις δομές, τις ιδιότητες και τις αντιδράσεις οργανικών ενώσεων με ομοιοπολικούς δεσμούς και άτομα άνθρακα. Όπως υποδηλώνει το όνομα, οι υδρογονάνθρακες είναι μια ομάδα δύο χημικών ενώσεων που ονομάζονται άτομα άνθρακας που συμβολίζονται ως C και υδρογόνο Η. Οι αρχαίοι χημικοί περιγράφουν τους υδρογονάνθρακες ως αρωματικούς ή αλειφατικούς. Κυρίως, ταξινομούνται με βάση τις ιδιότητες και τις πηγές τους. Ωστόσο, σήμερα, οι υδρογονάνθρακες θα ταξινομούνται όχι μόνο με βάση την προέλευσή τους αλλά και τη δομή τους, που θα διαβάσουμε εδώ.

Σήμερα, θα διαβάσουμε εν συντομία για τους υδρογονάνθρακες, μαζί με την ταξινόμηση και τα είδη των υδρογονανθράκων αναλυτικά. Λοιπόν, ας ξεκινήσουμε!

Μια σύντομη εισαγωγή στους υδρογονάνθρακες

Οι υδρογονάνθρακες μπορούν να περιγραφούν ως οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από δύο κύρια είδη ατόμων - άνθρακες και υδρογόνο. Γενικά, αυτά είναι άχρωμα αέρια με σχεδόν καθόλου οσμή. Με βάση τους τύπους τους, οι υδρογονάνθρακες μπορεί να έχουν απλές ή πολύπλοκες δομές. Επιπλέον, αυτά ταξινομούνται κυρίως σε τέσσερα κύρια μέρη:αλκένια, αλκάνια, αλκίνια και αρωματικά.

Αρκετοί υδρογονάνθρακες, όπως το προπάνιο και το βουτάνιο, χρησιμοποιούνται για εμπορικούς σκοπούς καυσίμων όπως το υγραέριο ή το υγροποιημένο αέριο πετρελαίου. Το βενζόλιο, ένας άλλος σημαντικός αρωματικός υδρογονάνθρακας, είναι μια πρώτη ύλη για την παραγωγή συνθετικών ναρκωτικών. Ένας άλλος υδρογονάνθρακας που ονομάζεται καροτίνη είναι μια οργανική χρωστική ουσία που βρίσκεται συνήθως στα καρότα.

Ταξινόμηση υδρογονανθράκων

Στην εποχή μας, οι υδρογονάνθρακες ταξινομούνταν σε μεγάλο βαθμό είτε ως αρωματικοί είτε ως αλειφατικοί από αρκετούς επιστήμονες. Ωστόσο, αργότερα ανακαλύφθηκε ότι ο αλειφατικός υδρογονάνθρακας σχηματίζεται μέσω της χημικής αποδόμησης των ελαίων και του λίπους. Από την άλλη πλευρά, οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες περιλαμβάνουν κυρίως συστατικά που σχηματίζονται από την αποδόμηση του φυτικού εκχυλίσματος. Εδώ είναι η ταξινόμηση των υδρογονανθράκων –

Τύποι υδρογονανθράκων 

Οι υδρογονάνθρακες χωρίζονται σε έξι κατηγορίες. Αυτά περιλαμβάνουν – 

• Κορεσμένοι υδρογονάνθρακες.
• Ακόρεστοι υδρογονάνθρακες.
• Κυκλοαλκάνια.
• Αρωματικοί υδρογονάνθρακες.
• αλειφατικοί υδρογονάνθρακες.
• Αλικυκλικοί υδρογονάνθρακες.

Ας τα συζητήσουμε λεπτομερώς – 

Κορεσμένοι υδρογονάνθρακες 

Με απλά λόγια, οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες είναι υδρογονάνθρακες στους οποίους κάθε δεσμός άνθρακα-άνθρακα είναι ένας μόνο δεσμός. Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες είναι υδρογονάνθρακες όπου όλα τα άτομα άνθρακα συνδέονται στενά με τα άλλα τέσσερα άτομα. Επίσης, αυτά είναι κορεσμένα, πράγμα που σημαίνει ότι δεν υπάρχουν πολλαπλοί δεσμοί άνθρακα-άνθρακα σε αυτές τις συγκεκριμένες οργανικές ενώσεις. Στους κορεσμένους υδρογονάνθρακες, τα άτομα άνθρακα-άνθρακα και τα άτομα άνθρακα-υδρογόνου συγκρατούνται στενά μεταξύ τους από έναν μόνο δεσμό που είναι ο ευκολότερος υδρογονάνθρακας. Τέτοιοι υδρογονάνθρακες δεν έχουν ούτε διπλούς ούτε τριπλούς δεσμούς.

Ακόρεστοι υδρογονάνθρακες 

Σε αντίθεση με τους κορεσμένους υδρογονάνθρακες, οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται αποκλειστικά από άτομα υδρογόνου και άνθρακα. Αποτελούνται από έναν τριπλό και έναν διπλό δεσμό μεταξύ των δύο γειτονικών ατόμων άνθρακα. Στους ακόρεστους υδρογονάνθρακες, αποτελούνται από απλούς, διπλούς, ακόμη και τριπλούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων άνθρακα-άνθρακα. Οι ενώσεις με τριπλούς δεσμούς αναφέρονται ως αλκίνια, ενώ οι ενώσεις με διπλούς δεσμούς αναφέρονται ως αλκένια. Το CnH2n-2 είναι ο γενικός τύπος των αλκυνίων και το CnH2n είναι ο τύπος για τα αλκένια.

Κυκλοαλκάνια 

Τα κυκλοαλκάνια είναι υδρογονάνθρακες που διαθέτουν είτε έναν ή περισσότερους δακτυλίους άνθρακα. Τα άτομα υδρογόνου είναι στενά συνδεδεμένα με αυτούς τους δακτυλίους άνθρακα. Αυτός ο δακτύλιος σχηματίζεται λόγω της κορεσμένης φύσης των Κυκλοαλκανίων. Έχουν τρεις ενώσεις αλκανίων που σχηματίζουν τον δακτύλιο. Μερικά κοινά παραδείγματα κυκλοαλκανίων είναι το κυκλοεξάνιο, το κυκλοεπτάνιο, το κυκλοπεντάνιο, το κυκλοβουτάνιο, το κυκλοοκτάνιο κ.λπ. 

Αρωματικοί υδρογονάνθρακες

Γνωστοί και ως αρένες, οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες είναι ενώσεις με τουλάχιστον έναν δακτύλιο άνθρακα. Οι αρωματικές ενώσεις είναι χημικές ενώσεις που ικανοποιούν τον κανόνα του Huckel. Αποτελούνται από επίπεδα μόρια με σύζευξη στη μορφή δακτυλίου. Αυτές οι ενώσεις έχουν ένα όνομα όπως αρωματικά ή αρένες.

Αυτές οι ενώσεις δεν έχουν μονό ή διπλό μοριακό δεσμό, και αντίθετα, έχουν τη συντροφιά νεφών πι-ηλεκτρονίων σε κατάσταση μετεγκατάστασης. Οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες είναι το πρωταρχικό παράδειγμα αρωματικών ενώσεων που συνδέονται με το νέφος των ηλεκτρονίων pi. Στους αρωματικούς υδρογονάνθρακες, πολλά στοιχεία όπως το βενζόλιο. Το τολουόλιο σχηματίζει τον δεσμό σίγμα με επίπεδη σύζευξη δακτυλίου.

Αλιφατικοί υδρογονάνθρακες

Οι αλειφατικοί υδρογονάνθρακες έχουν εντελώς ευθείες δομές αλυσίδας χωρίς δακτυλίους άνθρακα μέσα τους. Αποτελείται από άτομα άνθρακα και υδρογόνου συνδεδεμένα σε αλυσίδες μέσω απλών, τριπλών ή διπλών δεσμών. Κατά καιρούς, αυτές οι αλυσίδες μπορεί να εμφανιστούν σε μη αρωματικές δομές.

Αλικυκλικοί υδρογονάνθρακες

Είναι ένας άλλος τύπος υδρογονάνθρακα που έχει δομή δακτυλίου μέσα τους. Τα Sp, Sp2 ή Sp3 μπορεί να είναι τα άτομα άνθρακα. Είναι σύνηθες να βλέπουμε φυσικούς αλεικυκλικούς υδρογονάνθρακες.

Σύγκριση μεταξύ κορεσμένου υδρογονάνθρακα και ακόρεστου υδρογονάνθρακα

Κορεσμένος υδρογονάνθρακας	Ακόρεστος υδρογονάνθρακας
Στους κορεσμένους υδρογονάνθρακες, όλα τα άτομα άνθρακα είναι υβριδισμένα sp3.	Στους ακόρεστους υδρογονάνθρακες, όλα τα άτομα άνθρακα είναι sp2 ή sp υβριδοποιημένα.
Σε σύγκριση με τους ακόρεστους υδρογονάνθρακες, οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες έχουν περισσότερα άτομα υδρογόνου.	Σε σύγκριση με τους κορεσμένους υδρογονάνθρακες, οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες έχουν λιγότερα άτομα υδρογόνου.
Συνήθη παραδείγματα κορεσμένων υδρογονανθράκων είναι τα αλκάνια και τα κυκλοαλκάνια.	Συνήθη παραδείγματα ακόρεστων υδρογονανθράκων είναι τα αλκίνια, οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες και τα αλκένια.
Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες έχουν χαμηλή χημική αντιδραστικότητα.	Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες έχουν σχετικά υψηλή χημική αντιδραστικότητα.
Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες καίγονται με μπλε φλόγα	Οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες καίγονται με μια αιθάλη.

Συμπέρασμα 

Με αυτό, φτάνουμε στο τέλος της συζήτησής μας για την ταξινόμηση και τους τύπους υδρογονανθράκων. Οι υδρογονάνθρακες είναι οργανικές ενώσεις που αποτελούνται από βασικά άτομα που ονομάζονται υδρογόνο και άνθρακες. Στην καθημερινή ζωή, οι υδρογονάνθρακες διαδραματίζουν σημαντικό ρόλο και η μελέτη τους παρέχει μια βαθιά εικόνα των ιδιοτήτων και της προετοιμασίας των λειτουργικών τους ομάδων.

Οι υδρογονάνθρακες ταξινομούνται σε πολλά υποτμήματα και χωρίζονται σε έξι κύρια μέρη:κορεσμένους, ακόρεστους, κυκλοαλκάνια, αρωματικούς, αλειφατικούς υδρογονάνθρακες και αλεικυκλικούς υδρογονάνθρακες, τους οποίους συζητήσαμε λεπτομερώς. Το καθένα είναι διαφορετικό από το άλλο, όπως και οι τύποι τους. Επιτέλους, συγκρίναμε γρήγορα κορεσμένους και ακόρεστους υδρογονάνθρακες για ευκολία κατανόησης. Ελπίζουμε να καταλάβατε καλύτερα την ταξινόμηση και τους τύπους των υδρογονανθράκων.