Idrocarburi

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Introduzione

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.

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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 C_nH_2n+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).

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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 C_nH_2n, 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.

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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 C_nH_2n-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.