Une chaîne hydrocarbonée est une molécule entièrement constituée d'hydrogène et de carbone. Ils sont les plus simples des composés organiques et peuvent être un liquide, un gaz ou un solide. Il existe de nombreux types de chaînes hydrocarbonées, notamment les alcanes, les alcènes, les alcynes, les cycloalcanes et les arènes. Ils peuvent être ramifiés, linéaires ou cycliques. Les chaînes d'hydrocarbures sont omniprésentes dans la nature. Ils sont non polaires, ce qui signifie qu'ils ne se mélangent pas à l'eau.
Coquille de Valence de carbone
L'hydrocarbure le plus simple est le méthane, qui est un seul atome de carbone central lié à quatre atomes d'hydrogène. L'atome de carbone central ne peut pas former plus de quatre autres liaisons car il n'a que quatre électrons de valence. Les électrons de Valence sont des électrons libres sur la coque externe de l'atome qui sont disponibles pour se lier, ou faire des paires, avec des électrons de valence sur d'autres atomes pour former des molécules. Alors que les chaînes de carbone saturées ont tous les quatre électrons de valence occupés autour de chaque carbone, certains hydrocarbures peuvent avoir des points insaturés où seulement deux ou trois liaisons se forment autour du carbone central. Ces insaturations peuvent se présenter sous la forme de liaisons doubles ou triples à d'autres carbones dans des endroits où l'hydrogène est absent, de sorte que les quatre électrons de valence sont toujours occupés.
Noms des hydrocarbures
Les hydrocarbures sont nommés en utilisant un préfixe basé sur le nombre de carbones dans la chaîne et un suffixe indiquant les types de liaisons contenues dans ceux-ci. Les liaisons simples, doubles et triples sont appelées respectivement alcanes, alcènes et alcynes. Pour le composé "éthane", qui est un gaz, le préfixe "eth-" indique deux atomes de carbone dans la chaîne, et le suffixe "-ane" indique qu'il ne contient que des atomes de carbone et des hydrogènes à liaison simple. Un composé à neuf carbones contenant des doubles liaisons est appelé nonène. L'hexane est un exemple d'une molécule à six carbones avec seulement des liaisons simples. Si la molécule est un anneau, elle commence par le préfixe "cyclo-" comme avec le cyclohexane, un anneau à six atomes de carbone avec toutes les liaisons simples.
Autres règles de nommage
Quand un hydrocarbure est attaché à une autre molécule en tant que «groupe fonctionnel», le préfixe contient également une terminaison «-yl». Par exemple, lorsque l'éthane est attaché à une autre molécule, on l'appelle un groupe éthyle. Quand un composé a plus d'une insaturation, comme une double liaison, le nombre de carbone où la double liaison provient est inclus dans le nom en utilisant un nombre. Par exemple, une molécule de butène avec une double liaison entre les premier et second carbones est appelée 1-butène. Enfin, les hydrocarbures spéciaux appelés arènes, ou hydrocarbures aromatiques, sont des anneaux qui ont des liaisons simples et doubles alternées.
Exemples d'hydrocarbures
Les hydrocarbures ont de nombreuses applications modernes. Le caoutchouc naturel est un type d'hydrocarbure qui consiste en l'alternance de carbones doubles et simples. Les huiles essentielles telles que le menthol et le camphre sont dans une classe d'hydrocarbures en forme d'anneau appelés terpénoïdes et se composent de 10 atomes de carbone et d'au moins une paire de carbone à double liaison. Alors que le menthol peut être trouvé dans les cigarettes, et le camphre est utilisé comme anti-mites, certains types d'huiles essentielles parfumées sont utilisées en médecine et en parfum. L'essence, bien qu'elle ne soit pas un hydrocarbure pur, contient un mélange d'hydrocarbures de différentes longueurs, y compris l'heptane, l'isooctane, le cyclooctane et l'éthylbenzène. De nombreux solvants, tels que l'éthanol et le benzène, sont souvent utilisés dans la production de produits pharmaceutiques.
