Hidrocarburos

ALCANOS

Los alcanos o parafinas  son compuestos con fórmula molecular CnH2n+2.  Son compuestos saturados donde los átomos de carbono se enlazan mediante enlaces covalentes sigmas o sencillos. 

En estos compuestos la hibridación del carbono es SP³

CH₄    metano

C₂H₆  etano

C₃H₈  propano

C₄H₁₀  butano

C₅H₁₂  pentano

C₆H₁₄  hexano

C₇H₁₆  heptano

C₈H₁₈  octano

C₉H₂₀    nonano

C₁₀H₂₂  decano

C₁₁H₂₄   undecano

C₁₂H₂₆   dodecano

C₂₀H₄₂    eicosano

Propiedades de alcanos

Isomeria

En los alcanos se presenta la isomeria estructural,compuestos químicos con diferentes formulas estructurales y con la misma fórmula molécula. El número de alcanos isoméricos aumenta al aumentar número 

de átomos de carbono.Los alcanos de 1 a 4 carbonos son gases, de 5 a 17 líquidos y de 18 en adelante son sólidos

Punto de ebullición y de fusión

Como regla rápida, el punto de ebullición se incrementa entre 20 y 30 °C por cada átomo de carbono agregado a la cadena.

Un alcano de cadena lineal tendrá un mayor punto de ebullición que un alcano de cadena ramificada, debido a la mayor área de la superficie de contacto

El punto de fusión de los alcanos sigue una tendencia similar al punto de ebullición. Esto es, (si todas las demás características se mantienen iguales), la molécula más grande corresponde mayor punto de fusión

Conductividad

Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por un campo eléctrico.

Solubilidad en agua

No forman enlaces de hidrógeno y son insolubles en solventes polares como el agua

Solubilidad en otros solventes

Su solubilidad en solventes no polares es relativamente buena, una propiedad que se denomina lipofilicidad.

Densidad

La densidad de los alcanos suele aumentar conforme aumenta el número de átomos de carbono, pero permanece inferior a la del agua. En consecuencia, los alcanos forman la capa superior en una mezcla de alcano-agua

Nomenclatura de los alcanos ramificados

Para la nomenclatura de  alcanos  ramificados hay que seguir las siguientes reglas:

1. Identificar la cadena principal (cadena más larga

2. Numerar los átomos de la cadena principal de tal modo que los localizadores  de las cadenas laterales o de las ramificaciones tengan los números más bajos posibles.

3. Si hay dos o más clases distintas de grupos alquilo sus nombres se sitúan,  generalmente, por orden alfabético sin tener en cuenta los prefijos separados por un  guión (t-, sec-) o los indicadores del número de grupos (di-, tri-, tetra-), que no se  alfabetizan. Los prefijos iso y neo (que no se separan con guión) se alfabetizan

Radicales o grupos alquilos

ALQUENOS

Los alquenos u olefinas  son compuestos con fórmula molecular CnH2n.  Son compuestos insaturados donde existe al menos un  enlaces doble carbono - carbono. 

En estos compuestos la hibridación del carbono es SP²

C₂H₄  eteno

C₃H₆  propeno

C₄H₈  buteno

C₅H₁₀ penteno

C₆H₁₂  hexeno

C₇H₁₄hepteno

C₈H₁₆  octeno

C₉H₁₈    noneno

C₁₀H20 deceno

Propiedades de alquenos

Isomeria y reactividad

En los alquenos se presenta la isomeria estructural y la de posición, y son mas reactivos que los alcanos pero menos que los alquinos.
Estado fisico

A 20º C, el eteno, propeno  y buteno son gases.

Los alquenos de 5 a 18 átomos de carbono son líquidos. Los alquenos de con más de 18 átomos de carbono son sólidos.

Punto de ebullición y de fusión

Los alquenos presentan puntos de fusión y ebullición próximos a los alcanos correspondientes

Conductividad

Son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por un campo eléctrico.

Solubilidad en agua

No forman enlaces de hidrógeno y son insolubles en solventes polares como el agua

Solubilidad en otros solventes

Su solubilidad en solventes no polares es relativamente buena

Densidad

La densidad suele aumentar conforme aumenta el número de átomos de carbono, pero permanece inferior a la del agua. 

Nomenclatura de los alquenos ramificados

1. Nombrar al hidrocarburo principal: Se ha de encontrar la cadena carbonada más larga que contenga el enlace doble, no necesariamente la de mayor tamaño, colocando los localizadores que tengan el menor número en los enlaces dobles, numerando los átomos de carbono en la cadena comenzando en el extremo más cercano al enlace doble. NOTA: Si al enumerar de izquierda a derecha como de derecha a izquierda, los localizadores de las insaturaciones son iguales, se busca que los dobles enlaces tenga menor posición o localizador más bajo.

2. Si la cadena principal tiene sustituyentes iguales en el mismo átomo de carbono separando por comas los números localizadores que se repiten en el átomo, estos se separan por un guion de los prefijos: di, tri, tetra, etc. Respectivamente al número de veces que se repita el sustituyente.

3. Los sustituyentes se escriben de acuerdo al orden alfabético con su respectivo localizador.

4. Si en la cadena principal existen varios sustituyentes ramificados iguales se coloca el número localizador en la cadena principal separando por un guion, y se escribe el prefijo correspondiente al número de veces que se repita con los prefijos: di, tri, tetra, penta, etc.

5. Realizado todo lo anterior con relación a los sustituyentes, se coloca el número de localizador del doble enlace en la cadena principal separada de un guion, seguido del nombre de acuerdo al número de átomos de carbono reemplazando la terminación -ano por el sufijo -eno.

6. Si se presentan más de un enlace doble, se nombra indicando la posición de cada uno de los dobles enlaces con su respectivo número localizador, se escribe la raíz del nombre del alqueno del cual proviene, seguido de un prefijo de cantidad: di, tri, tetra, etc. y utilizando el sufijo -eno. Ej:-dieno, -trieno y así sucesivamente

ALQUINOS

Los alquenos   son compuestos con fórmula molecular CnH2n-2.  Son compuestos insaturados donde existe al menos un  enlaces triple carbono - carbono. 

En estos compuestos la hibridación del carbono es SP

C₂H₂  etino

C₃H₄ propino

C₄H₆  butino

C₅H₈ pentino

C₆H₁₀  hexino

C₇H₁₂heptino

C₈H₁₄  octino

C₉H₁₆    nonino

C₁₀H18decino

Propiedades de alquinos

Isomeria y reactividad

En los alquinos se presenta la isomeria estructural y la de posición, y son mas reactivos que los alcanos  y alquenos.
Estado físico

El etino, propino  y butino  son gases.

Los alquinos de 4 carbonos en adelante  son líquidos o sólidos.
Punto de ebullición y de fusión

Los alquinos presentan puntos de fusión y ebullición próximos a los alcanos correspondientes

Conductividad

Son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por un campo eléctrico.

Solubilidad en agua

No forman enlaces de hidrógeno y son insolubles en solventes polares como el agua

Solubilidad en otros solventes

Su solubilidad en solventes no polares es relativamente buena

Densidad

La densidad suele aumentar conforme aumenta el número de átomos de carbono, pero permanece inferior a la del agua. 

Nomenclatura de los alquinos ramificados

1. Nombrar al hidrocarburo principal: Se ha de encontrar la cadena carbonada más larga que contenga el enlace triple, no necesariamente la de mayor tamaño, colocando los localizadores que tengan el menor número en los enlaces dobles, numerando los átomos de carbono en la cadena comenzando en el extremo más cercano al enlace doble. NOTA: Si al enumerar de izquierda a derecha como de derecha a izquierda, los localizadores de las insaturaciones son iguales, se busca que los dobles enlaces tenga menor posición o localizador más bajo.

2. Si la cadena principal tiene sustituyentes iguales en el mismo átomo de carbono separando por comas los números localizadores que se repiten en el átomo, estos se separan por un guion de los prefijos: di, tri, tetra, etc. Respectivamente al número de veces que se repita el sustituyente.

3. Los sustituyentes se escriben de acuerdo al orden alfabético con su respectivo localizador.

4. Si en la cadena principal existen varios sustituyentes ramificados iguales se coloca el número localizador en la cadena principal separando por un guion, y se escribe el prefijo correspondiente al número de veces que se repita con los prefijos: di, tri, tetra, penta, etc.

5. Realizado todo lo anterior con relación a los sustituyentes, se coloca el número de localizador del doble enlace en la cadena principal separada de un guion, seguido del nombre de acuerdo al número de átomos de carbono reemplazando la terminación -ano por el sufijo -ino.

6. Si se presentan más de un enlace triple, se nombra indicando la posición de cada uno de los triples enlaces con su respectivo número localizador, se escribe la raíz del nombre del alquino del cual proviene, seguido de un prefijo de cantidad: di, tri, tetra, etc. y utilizando el sufijo -ino. Ej:-diino, -triino y así sucesivamente

Reacciones

Combustión 

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

Halogenación

CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Nitración