Idrocarburi

In chimica organica, termine che individua una famiglia di composti costituiti interamente da atomi di carbonio e di idrogeno. Si tratta dei composti organici più semplici, dai quali possono essere derivati tutti gli altri. Vengono per comodità distinti in due grandi categorie, gli idrocarburi a catena aperta e gli idrocarburi ciclici. Nei primi, gli atomi di carbonio sono legati in modo da formare una catena di varia lunghezza che può presentare una o più ramificazioni laterali. Nei composti ciclici, invece, gli atomi di carbonio sono disposti a formare uno o più anelli chiusi. All’interno di questa suddivisione, i composti vengono classificati in saturi e insaturi, in base al tipo di legami presenti.

2  SERIE DEGLI ALCANI

Gli idrocarburi saturi a catena aperta formano la cosiddetta serie alcanica o delle paraffine. La composizione di ciascuno dei composti di questa classe è individuabile dalla formula generale CnH2n+2, dove n è il numero di atomi di carbonio nella molecola. Fanno parte di questa famiglia il metano, CH4; l’etano, C2H6; il propano, C3H8; e il butano, C4H10. Tutti questi composti non sono reattivi, ossia a temperature ordinarie non reagiscono velocemente con acidi, basi o agenti ossidanti. A temperatura ambiente i primi quattro elementi della serie sono gassosi; gli elementi con numero intermedio di atomi di carbonio sono liquidi, mentre gli elementi più pesanti sono semisolidi o solidi.

Il petrolio contiene un gran numero di idrocarburi saturi e alcuni prodotti della lavorazione del petrolio (come la benzina, la nafta, gli oli lubrificanti, il bitume e la paraffina) contengono una miscela di idrocarburi paraffinici, che si estende dai composti più leggeri (allo stato liquido) a quelli più pesanti (allo stato solido).

3  SERIE DEGLI ALCHENI

La serie degli alcheni, o olefine, è costituita da idrocarburi in cui è presente almeno un doppio legame fra due atomi di carbonio. La formula generale che individua tutti i composti appartenenti a questa serie è CnH2n, in cui n è il numero di atomi di carbonio. Come nel caso degli alcani, i composti più leggeri sono gassosi, quelli intermedi sono liquidi e quelli più pesanti solidi. Si tratta di composti più reattivi rispetto agli alcani e che reagiscono rapidamente, ad esempio, con gli alogeni. Non si trovano mai nei prodotti naturali, ma vengono prodotti facilmente durante i processi di distillazione distruttiva di sostanze naturali di struttura complessa, come il carbone, e si formano in gran quantità durante la raffinazione del petrolio, in particolare nel cracking.

L’elemento più semplice della serie è l’etilene (etene) di formula C2H4. I dieni contengono due doppi legami fra coppie di atomi della molecola. Alcuni dieni sono l’unità monomerica fondamentale della gomma naturale, di molte gomme sintetiche e di materie plastiche; importanti dieni sono il butadiene, C4H6 e l’isoprene, C5H8.

4  SERIE DEGLI ALCHINI

Gli elementi di questa serie contengono un triplo legame fra due atomi di carbonio. La formula generale che individua tutti i composti appartenenti a questa serie è CnH2n-2, in cui n è il numero di atomi di carbonio. Sono estremamente reattivi chimicamente e non si trovano mai in prodotti naturali. Il primo e più importante elemento della serie è l’acetilene (etino) di formula C2H2.

5  IDROCARBURI CICLICI

Il ciclopropano, C3H6, è il più semplice di tutti gli idrocarburi ciclici saturi, o cicloalcani: la molecola è formata da tre atomi di carbonio, a ciascuno dei quali sono legati due atomi di idrogeno. Il ciclopropano è più reattivo del corrispondente alcano a catena aperta, il propano, C3H8. Altri tipi di cicloalcani sono costituenti della benzina comune.

 Numerosi idrocarburi ciclici insaturi si trovano in oli naturali profumati, ottenuti per distillazione di materiali vegetali.

Numerosi idrocarburi ciclici insaturi, di formula generale C10H16, si trovano in oli naturali profumati, ottenuti per distillazione di materiali vegetali. Questi idrocarburi si chiamano terpeni e comprendono il pinene (che si trova nella trementina) e il limonene (che si trova invece nell’olio di limone e in quello di arancio).

5.1  I composti aromatici

Il gruppo più importante degli idrocarburi ciclici insaturi è quello dei composti aromatici, che si trovano nel catrame minerale e si distinguono dagli altri idrocarburi ciclici per fatto di contenere almeno un anello del benzene nella molecola. La definizione generale dei composti aromatici è di possedere 4n + 2 (n = 0,1,2,3,...) elettroni condivisi fra gli atomi che formano la molecola, disposti in uno o più anelli planari. Fra gli idrocarburi aromatici ricordiamo, oltre al benzene, la molecola più semplice, il toluene, l’antracene e il naftalene. Le reazioni più diffuse per questi composti consistono nella sostituzione di uno o più idrogeni con atomi o gruppi di atomi di vario tipo.

Bibliografia:Encarta,Wikipedia.