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Idrocarburi saturi

Gli idrocarburi sono composti binari composti esclusivamente da atomi di carbonio e di idrogeno. Gli idrocarburi saturi sono quegli idrocarburi i cui carboni formano con gli idrogeni soltanto legami semplici dovuti ad una ibridazione sp3 e vengono chiamati alcani. Si distinguono gli idrocarburi in alifatici e aromatici. I primi hanno una struttura lineare (aperta o chiusa) o ramificata; gli aromatici invece presentano una conformazione ciclica con caratteristiche bio-chimiche del tutto particolari.
Gli alcani presentano una struttura tetraedrica con angolo di 109.5° e quattro orbitali σ (sigma) che permettono alla molecola di muoversi liberamente e che sono dovuti alla formazione di quattro orbitali ibridi sp3, per cui il carbonio di un alcano può legare non più di altri quattro atomi. L’alcano più semplice è il metano (CH4) poi si ha l’etano (C2H6) e il propano (C3H8), poi il butano (C4H10) e dal butano in poi si chiameranno pentano, esano, eptano e così via. Gli alcani costituiscono dunque una serie omologa in quanto ciascun termine della serie differisce dal precedente per una unità costante. La formula generale degli alcani è CnH2n+2 ed n è un numero intero. Gli idrocarburi in generale si possono rappresentare attraverso le formule condensate o con le linee spezzate o con la rappresentazione per orbitali o la formula prospettica o la proiezione di Fischer o la rappresentazione ball & stick o con la rappresentazione spacefill. Ogni forma che la molecola degli alcani può assumere a causa della rotazione del legame semplice CC si dà il nome di conformazione.

Dal propano in poi c’è la possibilità che la molecola si chiuda formando la struttura dei ciclo alcani: la chiusura determina la perdita di due atomi di idrogeno per cui la formula generale diventa CnH2n. Questi ciclo alcani possono essere rappresentati attraverso il disegno di poligono regolari come quadrati o esagoni. Una struttura interessante da analizzare è quella del cicloesano poiché può assumere diverse conformazioni nello spazio tra le quali vi sono quelle a sedia e a barca. Nella conformazione a sedia si possono individuare due diverse disposizioni : una assiale parallela all’asse della molecola e una equatoriale a raggiera intorno al perimetro della molecola. Nella conformazione a barca gli atomi di idrogeno si trovano molto più vicini tra loro rispetto la conformazione a sedia, per cui quest’ultima sarà più stabile poiché gli atomi di idrogeno sono meno ravvicinati fra loro e ciò minimizza le forze repulsive tra le nubi elettroniche degli atomi di idrogeno.

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