Concetti Chiave
- I composti organici contengono principalmente carbonio, che grazie ai suoi 4 elettroni di valenza, forma lunghe catene e legami covalenti con vari elementi.
- Gli idrocarburi, formati esclusivamente da carbonio e idrogeno, sono suddivisi in alifatici, come alcani e cicloalcani, e aromatici con strutture cicliche.
- Le proprietà fisiche degli idrocarburi saturi, come il punto di ebollizione, variano in base alla massa molecolare e alla struttura ramificata o lineare.
- Gli idrocarburi sono apolari e idrofobi, rendendoli buoni solventi per sostanze apolari ma insolubili in acqua.
- Nonostante la loro bassa reattività, gli idrocarburi saturi reagiscono facilmente con ossigeno e cloro, rendendoli una fonte energetica primaria.
Composti organici (struttura planare=struttura disposta su un solo piano e non tridimensionale)
Tutti i composti contenenti carbonio sono, con poche eccezioni, composti organici. Tutte le molecole organiche contengono infatti sempre il carbonio ed altri pochi elementi, a volte idrogeno, ossigeno e azoto. La grande varietà di composti organici a cui da luogo il carbonio deriva dalla sua particolare natura: esso presenta 4 elettroni nel guscio di valenza e quindi può formare lunghissime catene di atomi di carbonio tramite la condivisione di una, due o tre coppie di elettroni; inoltre, il suo valore di elettronegatività è di 2.5 e per questo può legarsi formando legami covalenti (che si formando con una differenza di elettronegatività inferiore a 1.9) con tutti i non metalli e quasi tutti i metalli.
Idrocarburi saturi (che contengono solo legami singoli e non multipli):alcani e cicloalcani
Gli idrocarburi, molecole organiche più semplici, sono composti binari formati solo da carbonio e idrogeno. Carbonio, petrolio e gas sono le principali fonti di questi composti. Gli idrocarburi si dividono in alifatici, molecole costituite da catene di atomi di carbonio lineari (aperte o chiuse) o ramificate, e aromatici, che presentano particolari strutture cicliche. Alcani e cicloalcani sono idrocarburi alifatici.
Proprieta’ fisiche e chimiche degli idrocarburi saturi
I composti di una stessa serie omologa hanno proprietà chimiche uguali ma diverse proprietà fisiche. Il punto di ebollizione cresce all’aumento della massa molecolare e quindi, gli alcani ad esempio, più sono grandi e più tendono ad essere solidi a temperatura ambiente. I composti ramificati hanno invece punti di ebollizione inferiori rispetto ai loro isomeri lineari, e quindi tendono ad essere meno solidi dei composti lineari. I punti di fusione degli isomeri ramificati invece risultano spesso più elevati di quelli lineari.
Gli idrocarburi, e quindi anche alcani e cicloalcani, sono composti apolari (non presentano parziali cariche positive o negative nelle molecole) e quindi sono buoni solventi per sostanze apolari. Sono invece idrofobi, insolubili in acqua poiché non possono instaurare legami a idrogeno. Gli idrocarburi saturi sono poco sensibili alla maggior parte dei reagenti chimici e per questo gli alcani vengono chiamati paraffine (poco affini). Reagiscono però facilmente con ossigeno e cloro: la reazione con l’ossigeno avviene spesso per combustione, con produzione di anidride carbonica, acqua ed energia. Per questo gli idrocarburi sono la principale fonte energetica.
Domande da interrogazione
- Qual è la caratteristica principale del carbonio che permette la formazione di una grande varietà di composti organici?
- Quali sono le differenze principali tra alcani e cicloalcani?
- Perché gli idrocarburi saturi sono considerati buoni solventi per sostanze apolari?
Il carbonio ha 4 elettroni nel guscio di valenza, permettendogli di formare lunghe catene di atomi tramite la condivisione di elettroni, e ha un'elettronegatività di 2.5, consentendogli di formare legami covalenti con molti elementi.
Gli alcani e cicloalcani sono idrocarburi alifatici; gli alcani sono costituiti da catene lineari o ramificate di atomi di carbonio, mentre i cicloalcani presentano strutture cicliche.
Gli idrocarburi saturi sono composti apolari, quindi non presentano cariche parziali nelle molecole, rendendoli buoni solventi per altre sostanze apolari e insolubili in acqua.
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