Composti alifatici

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Introduzione

Composti alifatici Composti organici contenenti nella molecola una catena aperta di atomi di carbonio: questa loro caratteristica li distingue dai composti aromatici, l’altro grande gruppo in cui vengono suddivise le sostanze organiche, caratterizzati invece dal fatto di essere costituiti da anelli di carbonio formati da numero ben preciso (4n + 2) di atomi.

I milioni di composti organici esistenti in natura vengono convenientemente classificati in base al gruppo funzionale che contengono, il quale ne determina proprietà chimiche, fisiche e biologiche. Un'ulteriore distinzione viene fatta tra composti organici monofunzionali e composti organici polifunzionali. Le molecole dei primi contengono un solo gruppo funzionale, che ne determina la reattività (ad esempio il solo gruppo amminico -NH₂, tipico delle ammine, oppure il solo gruppo ossidrilico -OH, tipico degli alcoli). I composti polifunzionali sono invece caratterizzati dalla presenza di un numero maggiore di gruppi funzionali, tutti concorrenti a definirne le caratteristiche reattive: un esempio è costituito dagli amminoacidi che contengono un gruppo amminico -NH₂ e un gruppo carbossilico -COOH.

I composti organici alifatici possono essere suddivisi in cinque classi principali: gli idrocarburi, gli alcoli, le aldeidi e i chetoni, gli acidi carbossilici e le ammine. È possibile rappresentare tali composti mediante il gruppo funzionale preceduto dalla lettera R, che indica un generico residuo di idrocarburo.

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Idrocarburi

Gli idrocarburi sono composti organici formati solo da atomi di carbonio e idrogeno; si dividono in alcani, alcheni e alchini.

Gli alcani sono caratterizzati da legami semplici tra gli atomi di carbonio; a causa della bassa differenza di elettronegatività tra carbonio e idrogeno, essi non danno luogo a legami idrogeno; sono pertanto solubili in acqua e hanno, in generale, basse temperature di fusione e di ebollizione. Reagiscono con l'ossigeno atmosferico dando luogo a processi di combustione accompagnati da un notevole sviluppo di energia e per questo motivo alcuni di essi vengono utilizzati come combustibile. Il metano, ad esempio, viene utilizzato per il riscaldamento domestico e in molte applicazioni industriali.

Gli alcheni sono invece caratterizzati dalla presenza di un doppio legame tra una o più coppie di atomi di carbonio. Subiscono reazioni di polimerizzazione in cui diverse molecole di uno stesso alchene si legano fra loro in modo da formare catene estremamente lunghe; le materie plastiche, ad esempio, si formano per mezzo di reazioni di polimerizzazione di alcheni.

Gli alchini, infine, sono caratterizzati da un triplo legame tra due o più coppie di atomi di carbonio: il composto più importante di questa classe è l'acetilene, usato anch'esso per la sintesi di materie plastiche.

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Alcoli

Gli alcoli sono composti organici di formula generale R-OH, in cui il gruppo ossidrilico -OH costituisce la parte reattiva della molecola mentre la catena alchilica R rappresenta la parte inerte. La presenza del gruppo ossidrilico consente la formazione di legami idrogeno e determina la solubilità di questi composti in acqua. Gli alcoli a basso peso molecolare sono liquidi a temperatura ambiente e solubili in acqua in tutte le proporzioni; all'aumentare della lunghezza della catena alchilica R gli alcoli sono perlopiù solidi, e la loro solubilità diminuisce.

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Aldeidi e chetoni

Le aldeidi e i chetoni sono composti organici di formule generali rispettivamente R-CHO e R-CO-R', caratterizzati dallo stesso gruppo funzionale, il gruppo carbonilico C=O. Le aldeidi a basso peso molecolare hanno odore pungente mentre i chetoni, largamente diffusi in natura, hanno profumi piacevoli, e per questo motivo vengono spesso usati nell'industria cosmetica e nella produzione di sapori artificiali. In generale questi composti hanno notevole importanza dal punto di vista biologico: moltissime sostanze tra le quali vitamine e zuccheri contengono infatti il gruppo carbonilico.