A química orgânica é responsável por estudar diversos tipos de compostos. Dentre eles estão os hidrocarbonetos, caracterizados por serem moléculas formadas por carbono (C) e hidrogênio (H). Ou seja, a composição química é formada por uma espécie de esqueleto de carbono. A partir disso, átomos de hidrogênio conseguem se ligar à estrutura.
Visto isso, fazem parte dos hidrocarbonetos alguns tipos de compostos como os alcanos e os alcenos. Além disso, alcinos, alcadienos, cicloalcanos, cicloalcenos, moléculas aromáticas, etc também são formados por esta estrutura. Assim, dentro da química orgânica, são classificados como os compostos mais simples de serem estudados.
Além disso, os hidrocarbonetos são substâncias apolares, ou seja, que não possuem a capacidade de conduzir corrente elétrica. O exemplo mais comum de hidrocarboneto é o petróleo. Isso porque, o petróleo é composto por uma estrutura molecular formado por trinta carbonos ou mais. Dessa forma, uma característica comum à esses compostos é a combustão.
A partir da combustão dos hidrocarbonetos, gás carbônico (CO2), H2O e energia são formados. Ou seja, é o que ocorre quando utilizado como combustível em automóveis, além da produção em trabalho mecânico. Vale lembrar que a grande emissão do gás carbônico agrava a questão do efeito estufa.
Classificação dos hidrocarbonetos
A cadeia carbônica dos hidrocarbonetos pode ser classificada de diferentes formas em relação à estrutura da cadeira principal. Nesse sentido, quando a análise é feita observando a abertura da cadeira, ela pode ser classificada como aberta, fechada e mista.
Ou seja, as cadeias abertas – também chamadas de alifática ou acíclica – possuem carbonos terminais. Além disso, os ciclos da cadeia não fecham. Já as cadeias fechadas não possuem carbonos terminais e fecham o ciclo. Enquanto isso, as cadeias mistas possuem as duas especificações.
Agora, se a cadeia carbônica for analisa de acordo com a presença de ligações múltiplas, ela pode ser classificada como saturada e insaturada. Neste sentido, a cadeira saturada possui uma ligação simples entre os carbonos da estrutura principal. Já a insatura possui, no mínimo, uma ligação múltipla, que pode ser dupla ou tripla, na cadeia principal.
As cadeias ainda são classificadas de acordo com a presença de heteroátomos na cadeia principal. Dessa forma, são classificadas como homogêneas ou heterogêneas. Logo, as cadeias homogêneas não possuem heteroátomos dividindo a sequência do carbono. Já as heterogêneas são cadeiras que possuem heteroátomo dividindo a sequência de carbonos na cadeia principal.
Outros tipos de classificação
Ainda em relação as cadeias carbônicas existem outros tipos de classificação além dos já citados. Ou seja, as cadeias também podem ser classificadas de acordo com a presença de radicais alquila.
Neste caso, podem ser normais ou ramificadas. Sendo assim, as cadeias normais não possuem radicais alquila, enquanto as ramificadas possuem na cadeia principal a presença de radicais alquila.
Além disso, quando as cadeias são classificadas como fechadas, existem classificações específicas. Ou seja, podem classificadas em decorrência da presença do anel benzênico na cadeira principal. Neste caso, existem as cadeias aromáticas e as alicíclicas.
Visto isso, as cadeias aromáticas são aquelas em que, na cadeia principal, existe a presença de um núcleo benzênico. Por outro lado, as cadeias alicíclicas – também chamadas de não aromáticas – são cadeias que não possuem nenhum núcleo benzênico na cadeia principal.
Além disso, a classificação das cadeias carbônicas se estende para a conexão entre os anéis aromáticos. Sendo assim, são classificadas como condensadas ou isoladas. As condensadas possuem os anéis aromáticos conectados de forma direta com os carbonos. Já nas cadeias isoladas os anéis são conectados isoladamente por um os carbonos.
Características dos hidrocarbonetos
As propriedades físicas dos hidrocarbonetos são definidas da seguinte maneira:
- Compostos que apresentam insolubilidade em água e solubilidade em solventes orgânicos apolares;
- Conseguem flutuar na água por possuírem densidade menor que 1,0 g/mL. Isso vale para todos os tipos de alcanos;
- Os alcanos não apresentem cor, odor e sabor;
- Os compostos com até 5 átomos de carbonos estão no estado gasoso à temperatura ambiente;
- Os compostos com de 5 a 17 átomos de carbonos são líquidos à temperatura ambiente;
- Compostos que apresentam mais de 17 átomos de carbonos possuem forma de cera, ou seja, são sólidos.
Fórmulas dos hidrocarbonetos
Alguns tipos de hidrocarbonetos que podemos citar são: alcanos, alcenos, alcinos, alcadienos, cicloalcanos e os cicloalcenos. Cada composto possui características e fórmulas específicas. Porém, todos os hidrocarbonetos compartilham de uma mesma característica, a presença da cadeia homogênea. Isso porque, possuem apenas carbono e hidrogênio em sua composição.
Dessa forma, os alcanos são formados por uma cadeia carbônica aberta e saturada, além de ramificada ou normal. Sendo assim, os alcanos possuem como fórmula geral a composição CnH2n+2, onde n representa o número de átomos de carbono presentes na molécula.
Já os alcenos são compostos que possuem cadeia aberta com ligação dupla, ramificado ou normal, além de homogênea. Tem como fórmula: CnH2n. Por outro lado, os alcinos são compostos por cadeia aberta com tripla ligação. Além disso, as cadeias podem ser ramificadas ou normais, com fórmula geral representada por: CnH2n−2.
Enquanto isso, os alcadienos são formados por duas ligações duplas na cadeia principal. Além disso, a cadeia é aberta, insaturada e pode ser ramificada ou normal, tendo a fórmula geral representada por: CnH2n−2.
Por fim, os cicloalcanos possuem a cadeia fechada e homogênea, sendo ramificada ou normal e saturada. A fórmula geral é: CnH2n. Já os cicloalcenos são compostos formados por cadeia fechada e homogênea. Além disso, podem ser normais ou ramificadas e insaturadas por possuírem ligação dupla. Logo, a fórmula geral é representada da seguinte maneira: CnH2n−2.
Utilidade das fórmulas gerais
As fórmulas gerias dos hidrocarbonetos são importantes pois definem alguns tipos de especificações. Ou seja, a partir da observação das fórmulas é possível, por exemplo, identificar isômeros. No caso, alcadienos e alcinos são compostos isômeros, pois possuem a mesma fórmula geral.
Além disso, pela utilização das fórmulas gerais é possível identificar que tipo e hidrocarboneto está em análise. Além disso, podem auxiliar no cálculo da fórmula molecular de um hidrocarboneto. Ou seja, o cálculo pode ser feito a partir da fórmula estrutural. Assim, é necessário saber o número de carbonos presente na composição química.
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Fontes: Info Escola, Educação Globo, Toda Matéria e Brasil Escola
Fonte imagem destaque: QuimiKaires
