Concetti Chiave
- Tutti i composti organici contengono carbonio e, con rare eccezioni, elementi come idrogeno, ossigeno e azoto, grazie alla versatilità del carbonio nel formare lunghe catene.
- Gli idrocarburi, composti binari di carbonio e idrogeno, si classificano in alifatici e aromatici, con alcani e cicloalcani come principali rappresentanti degli alifatici.
- Gli idrocarburi saturi possiedono proprietà chimiche simili all'interno della stessa serie omologa, ma variano nelle proprietà fisiche come il punto di ebollizione in base alla massa molecolare.
- I composti ramificati hanno punti di ebollizione inferiori rispetto agli isomeri lineari, mentre i punti di fusione degli isomeri ramificati tendono ad essere più elevati.
- Gli idrocarburi saturi sono apolari, insolubili in acqua e reagiscono facilmente con ossigeno e cloro, rendendoli una fonte energetica primaria attraverso la combustione.
Composti organici e carbonio
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.
Quali sono gli idrocarburi e la loro classificazione?
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.
Proprietà degli idrocarburi saturi
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
- Quali sono le caratteristiche fondamentali dei composti organici?
- Come si classificano gli idrocarburi?
- Quali sono le proprietà fisiche degli idrocarburi saturi?
- Qual è il comportamento chimico degli idrocarburi saturi?
I composti organici contengono sempre carbonio e, in genere, anche altri elementi come idrogeno, ossigeno e azoto. La loro varietà deriva dalla capacità del carbonio di formare lunghe catene attraverso la condivisione di elettroni, grazie alla sua configurazione elettronica e al suo valore di elettronegatività (2.5).
Gli idrocarburi si dividono in alifatici e aromatici. Gli alifatici comprendono alcani e cicloalcani, che sono composti binari formati solo da carbonio e idrogeno, mentre gli aromatici presentano strutture cicliche particolari.
Gli idrocarburi saturi, come gli alcani, mostrano un aumento del punto di ebollizione con l'aumento della massa molecolare. I composti ramificati hanno punti di ebollizione inferiori rispetto agli isomeri lineari, mentre i punti di fusione degli isomeri ramificati tendono ad essere più elevati.
Gli idrocarburi saturi sono apolari e insolubili in acqua, ma reagiscono facilmente con ossigeno e cloro, principalmente attraverso combustione, producendo anidride carbonica, acqua ed energia, rendendoli una fonte energetica primaria.
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