Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio e di idrogeno. Gli atomi di carbonio (C) sono legati tra loro a

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2 Gli idrocarburi sono composti organici, che contengono soltanto atomi di carbonio e di idrogeno. Gli atomi di carbonio (C) sono legati tra loro a formare lo scheletro della molecola, mentre gli atomi di idrogeno (H) sporgono da questo scheletro. Gli idrocarburi sono l'unica categoria di composti organici privi del gruppo funzionale, sono infatti composti solamente da H e C.

3 Gli alcani sono composti organici costituiti solamente da carbonio e idrogeno aventi formula bruta C n H (2n + 2). Gli alcani sono "saturi", cioè contengono solo legami singoli C-C. Gli alcani fanno parte della classe delle paraffine, alla quale appartengono anche i cicloalcani; il termine "paraffina" deriva dal latino parum affinis, e indica la scarsa reattività di tali composti chimici; gli alcani comunque reagiscono in determinate condizioni con ossigeno, cloro e altre sostanze. Il più semplice alcano esistente è il metano, avente formula CH 4 ; segue l'etano, avente formula CH 3 -CH 3. I carboni e gli idrogeni negli alcani possono essere combinati in modi differenti. Il metano (CH 4 ) ha una sola conformazione possibile. Così anche l'etano e il propano. Invece nel caso degli alcani con un maggiore numero di atomi di carbonio possono esserci diverse disposizioni. Gli alcani come il n-butano, che hanno gli atomi di carbonio su una catena lineare si chiamano alcani lineari o alcani normali. Al contrario, gli alcani nei quali la catena si ramifica si chiamano appunto alcani a catena ramificata. Le varie forme di alcani con stessa formula ma struttura differente sono isomeri. Ad esempio il n-butano e l'isobutano sono isomeri di struttura.

4 Gli alcheni sono idrocarburi aciclici contenenti almeno un doppio legame C=C.Gli alcheni fanno parte della classe delle olefine, alla quale appartengono anche i cicloalcheni e i polieni. Hanno formula bruta C n H 2n. Come nel caso degli alcani, gli atomi di carbonio sono uniti tra loro attraverso legami covalenti a formare una catena aperta, lineare o ramificata; una coppia di atomi di carbonio adiacenti è però unita da un legame covalente doppio.

5 Gli alchini sono composti organici a catena aperta costituiti solamente da atomi di carbonio e di idrogeno aventi formula bruta C n H (2n - 2). Come nel caso degli alcani, gli atomi di carbonio sono uniti tra loro attraverso legami covalenti a formare una catena aperta, lineare o ramificata, due atomi carbonio adiacenti sono però uniti da un legame covalente triplo. I due atomi di carbonio coinvolti nel triplo legame presentano orbitali ibridi di tipo sp, questo fa sì che i due atomi uniti dal triplo legame ed i due atomi loro immediatamente legati siano tra loro allineati.

6 Temperature di fusione e di ebollizione degli alcani aumentano all'aumentare della catena di idrocarburi aumentano le interazioni tra le molecole quindi occorre una quantità di calore maggiore per spezzare i legami. Gli Alcani sono covalenti a polare quindi le molecole non si sciolgono in acqua è sono idrofobiche e sono buon solventi organici non polari.

7 L isomeri geometrici sono stereoisomeri configurazionali che devono la loro esistenza all impossibilità di libera rotazione della molecola attorno al doppio legame. Questa è impedita a causa della natura del legame π che, con una rotazione, verrebbe distrutto. L isomeria geometrica è dovuta alla presenza del doppio legame. Gli atomi di carbonio coinvolti nel doppio legame utilizzano orbitali ibridi sp2 per il legame σ e gli orbitali p non ibridati per il legame π. Il secondo legame è meno forte del primo, il secondo legame, posizionandosi sopra e sotto l asse di legame, impedisce la libera rotazione degli atomi.

8 Gli isomeri geometrici vengono comunemente classificati con due diversi tipi di nomenclatura: cis e trans o Z e E. Nella prima l'isomero cis è quello che ha due gruppi uguali dalla stessa parte di un doppio legame o di un ciclo, il trans li ha da parti opposte. Nel secondo tipo di nomenclatura, l'isomero Z è quello con i gruppi a priorità maggiore dalla stessa parte mentre l'isomero E li ha da parti opposte. A volte può succedere che le configurazioni cis e Z si equivalgano, come del resto trans e E.

9 L'isomeria ottica è una particolare tipologia di isomeria nella quale i due composti isomeri presentano le stesse identiche proprietà fisiche e chimiche tranne una particolare proprietà ottica: se inseriamo una soluzione con i due isomeri ottici all'interno di un polarimetro, il fascio di luce che verrà fatto passare sarà deviato verso destra e verso sinistra dello stesso angolo, rispetto alla retta che il fascio individuerebbe in assenza degli isomeri. La luce non verrà deviata se nel polarimetro inseriamo una soluzione contenente le stessa identica quantità dei due isomeri, ossia una soluzione "racemica"; solo in questo caso la luce continuerà a vibrare su un unico piano senza subire alcuna deviazione. L angolo α di cui ruota il piano di vibrazione della luce polarizzata dopo aver attraversato una soluzione è detto potere rotatorio specifico di una sostanza.

10 Il petrolio, è un liquido infiammabile, viscoso, di colore che può andare dal nero al marrone scuro, passando dal verdognolo fino all'arancione, che si trova in alcuni giacimenti entro gli strati superiori della crosta terreste. E' composto da una miscela di vari idrocarburi. E' detto greggio o grezzo il petrolio così come viene estratto dai giacimenti, cioè prima di subire qualsiasi trattamento teso a trasformarlo in successivi prodotti lavorati. Dal punto di vista chimico, il greggio è un'emulsione di idrocarburi con acqua ed altre impurità. E' costituito principalmente da idrocarburi apparentemente alle classi degli alcani. Gli altri elementi presenti nel petrolio sono principalmente eteroatomi, quali ad esempio lo zolfo, l'azoto e l'ossigeno. Sono inoltre presenti atomi metallici in quantità modeste, sia combinati con i composti organici, sia in sali disciolti in tracce d'acqua.

11 Benché l'aggettivo aromatico derivi dal fatto che i primi composti di questa classe scoperti ed identificati in passato possedessero odori intensi e caratteristici, oggi sono definiti come composti aromatici o areni tutti i composti organici che contengono uno o più anelli aromatici nella loro struttura;la presenza di tali anelli conferisce loro reattività particolari, molto diverse da quelle dei composti alifatici aventi peso molecolare e gruppi funzionali simili. L'aromaticità può essere definita come l'abbassamento di energia dello stato fondamentale della molecola dovuto alla delocalizzazione degli elettroni π sull'intera molecola. Poiché gli orbitali π nascono dall'interazione di orbitali p, i quali sono bilobati sopra e sotto il piano della molecola, la delocalizzazione degli orbitali π porta alla formazione di due toroidi sopra e sotto la molecola.