Breve introducción al estudio de los hidrocarburos
El Carbono. El carbono es un elemento que además de tener múltiples formas alotrópicas, forma una gran cantidad de compuestos por la facilidad (baja energía del enlace carbono-carbono) que presenta de formar grandes cadenas. La gran cantidad de compuestos que forma el carbono está relacionada con su capacidad de formar enlaces muy estables con otros átomos de carbono. Por ejemplo, dos átomos de carbono pueden compartir un electrón (procedente de cada uno) y formar un enlace covalente (par electrónico enlazante).
• • • •
• C • + • C • dará • C
•• C •
• • • •
En la representación anterior cada • representa a uno de los electrones del segundo nivel de energía. La parte sombreada en amarillo son los electrones compartidos por los átomos de carbono, esta compartición da como resultado la formación de un enlace covalente.
Hidrocarburos. Los hidrocarburos son los compuestos más sencillos que puede formar el carbono, como su nombre lo indica están constituidos por hidrógeno y carbono.
Alcano, alqueno, alquino
Los hidrocarburos de cadena abierta en que todos los enlaces carbono carbono son sencillos se llaman alcanos; aquellos en que entre dos átomos de carbono vecinos hay una doble ligadura son los alquenos y en los que existe triple ligadura alquinos.
En todos los compuestos anteriores cada átomo de carbono forma cuatro enlaces, esta es la característica más importante de este elemento en los compuestos de la llamada química orgánica.
Cuando se ponen todos los enlaces de todos los átomos de carbono de un compuesto hidrocarbonado, se llama a la estructura
desarrollada. Comúnmente cuando se escribe la fórmula de un hidrocarburo o de cualquier compuesto orgánico se agrupan los átomos de un mismo elemento unido a un átomo de carbono, poniendo con un subíndice el número de átomos unidos a cada carbono, por ejemplo, CH
4 (metano) o bien CH2=CH2 (eteno)
Otra forma de representar gráficamente a los compuestos orgánicos es por medio de líneas, en el vértice y extremo de las cuales se supone un átomo de carbono, así, un alcano de cadena abierta y lineal de cuatro átomos de carbono y diez átomos de hidrógeno, se escribe como:
/\/
En este tipo de representación simplificada, los átomos de carbono y sus respectivos hidrógenos se encuentran en los extremos de cada línea, en donde se forman vértices,
Se pueden sustituir algún o algunos de los hidrógenos por otros elementos como el oxígeno, el nitrógeno, el azufre, los halógenos, dando origen así a diversas familias de compuestos. Por ejemplo, si en el alcano de dos átomos de carbono se sustituye un átomo de hidrógeno por un cloro:
CH
3CH2Cl
Es importante remarcar que los halógenos forman un sólo enlace, el oxígeno dos enlaces y el nitrógeno tres.