Chimica organca - Alcani, alcheni e alchini

Idrocarburi

Gli idrocarburi sono composti costituiti solo da atomi di carbonio e idrogeno. Essi si dividono in due categorie: idrocarburi saturi e insaturi.

Idrocarburi saturi e insaturi

Il gruppo degli idrocarburi saturi, ovvero contenenti solo singoli legami carbonio-carbonio, è rappresentato dagli alcani e cicloalcani. Il gruppo degli idrocarburi insaturi, ovvero contenenti uno o più doppi o tripli legami, è rappresentato dagli alcheni, alchini e areni.

Alcani e cicloalcani

Il metano è il rappresentante più semplice degli alcani con formula molecolare CH₄. A questo seguono l'etano, C₂H₆, propano, C₃H₈, ecc. In genere possiamo scrivere come formula generica per un alcano C_nH_2n+2.

Tuttavia, dobbiamo fare attenzione agli isomeri costituzionali. Questi sono composti che presentano la stessa formula chimica ma organizzazione spaziale differente. Ad esempio, prendiamo il butano e il 2-metilpropano.

H H H H
CH₃ CH₃ CH₃
H C C C C H
H H H H
CH₃

Entrambi hanno formula molecolare C₄H₁₀, ma i due composti sono tra loro diversi. Infatti, presentano caratteristiche fisiche e chimiche diverse; ad esempio, il 2-metilpropano ha temperature di ebollizione inferiori rispetto al butano a causa del maggior ingombro dovuto alla presenza del gruppo metilico.

Nomenclatura

La nomenclatura usata a livello internazionale è detta nomenclatura IUPAC. Secondo le definizioni di questa nomenclatura, gli alcani vengono indicati con un prefisso che indica il numero di atomi di carbonio che costituiscono la catena (che per i primi quattro composti sono: meta-, eta-, prop-, but-, mentre per gli altri sono prefissi di origine greca) seguito dal suffisso –ano che indica che il composto è un alcano.

Se il composto presenta dei sostituenti, cioè gruppi di ramificazione della catena, come nel caso del 2-metilpropano, si indica, per l'appunto, prima la posizione del sostituente, numerando la catena più lunga in modo che abbia il numero più basso e poi indicando il sostituente come gruppo metilico, etilico, propilico ecc., in ordine alfabetico.

Quindi:

CH₃ CH₂ CH₂ CH₂ CH₃ CH₃
CH₃

Non sarà chiamato 4-metilesano, ma sarà chiamato 3-metilesano.

Gli atomi di carbonio degli alcani vengono distinti in: primario 1°, secondario 2°, terziario 3°, in base al numero di atomi di carbonio ad esso legati.

CH₃ CH₃
Ad esempio, il gruppo CH₃ del composto precedente è un carbonio primario perché ad esso è legato solo un atomo di carbonio, mentre i gruppi CH₂ sono carboni secondari, CH è un carbonio terziario perché ad esso sono legati tre atomi di carbonio.

Cicloalcani