Química Orgánica: Propiedades y Clasificación Esencial de Hidrocarburos

Propiedades Físicas de los Alcanos

Características Estructurales

• Enlace simple (C-C)

Los alcanos son los hidrocarburos más simples, ya que solo contienen carbono e hidrógeno unidos por enlaces simples.

El punto de ebullición asciende a medida que crece el número de átomos de carbono en la cadena.

Todos los alcanos son de menor densidad que el agua.

Son insolubles en agua, pero solubles en solventes orgánicos.

Propiedades Físicas de los Alquenos

Características Estructurales

• Enlace doble (C=C)

Los alquenos son menos densos que el agua.

Son solubles en solventes orgánicos como el alcohol y el éter.

• Presentan varios tipos de isomería.

Los tres primeros miembros de la serie son gases; del carbono 4 al carbono 18 son líquidos, y los demás son sólidos.

Propiedades Físicas de los Alquinos

Características Estructurales

• Enlace triple (C≡C)

Los alquinos son solubles en solventes orgánicos como el éter y el alcohol. Son insolubles en agua, salvo el etino que presenta una ligera solubilidad.

Su punto de ebullición también aumenta con la cantidad de átomos de carbono.

Los dos primeros alquinos son gaseosos; del tercero al decimocuarto son líquidos, y son sólidos desde el carbono 15 en adelante.

Comportamiento de los Alcanos: Fuerzas Intermoleculares y Estados de Agregación

En el caso de los alcanos, al ser apolares, las fuerzas que se establecen entre las moléculas son las fuerzas de Van der Waals. Estas fuerzas, mientras más superficie tengan las moléculas, más fuertes son, porque tienen más área para actuar. Es por eso que las fuerzas de Van der Waals, a medida que los alcanos tienen más átomos de carbono, son más fuertes, y por lo tanto, se necesitan mayores temperaturas para separar las moléculas. Por esta razón, los puntos de fusión y ebullición son cada vez mayores a medida que el alcano es más largo.

Es por esto que, a temperatura ambiente (20-25 °C y 1 atmósfera), los alcanos de 1 a 4 átomos de carbono son gases, los que tienen entre 5 y 17 átomos de carbono son líquidos, y los que tienen más de 17 átomos de carbono son sólidos.

Clasificación de Hidrocarburos

Hidrocarburos Saturados

Los hidrocarburos saturados son los hidrocarburos alifáticos que tienen todos sus átomos de carbono unidos mediante enlaces simples.

• Metano (CH₄)
• Etano (CH₃-CH₃)
• Propano (CH₃-CH₂-CH₃)
• Butano (CH₃-CH₂-CH₂-CH₃)
• Pentano (CH₃-CH₂-CH₂-CH₂-CH₃)

Hidrocarburos Insaturados

Los hidrocarburos insaturados son los compuestos químicos que poseen enlaces dobles o triples en la composición de su molécula.

• Etileno o Eteno (CH₂=CH₂)
• Propeno (CH₂=CH-CH₃)
• Etino (CH≡CH)
• Propino (CH≡C-CH₃)

Hidrocarburos Aromáticos

En la actualidad, el término aromático se emplea para referirse al benceno y a los compuestos relacionados estructuralmente con él.

Hidrocarburos Cíclicos

Son aquellos hidrocarburos que forman una cadena cerrada. Pueden ser saturados o insaturados.

¿Por qué los Alcanos son Insolubles en Agua y Solubles en Solventes Orgánicos?

Los alcanos son insolubles en agua debido a su baja polaridad y a su incapacidad para formar puentes de hidrógeno. La regla general es que "lo polar disuelve a lo polar y lo no polar disuelve a lo no polar". El H₂O es una molécula polar, mientras que los alcanos son no polares. Por lo tanto, los alcanos no pueden disociarse en el agua ni formar puentes de hidrógeno, a diferencia de compuestos polares como los alcoholes (que poseen grupos -OH).

Definición de Hidrocarburos

HIDROCARBUROS: Compuestos orgánicos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno.

Clasificación General de Hidrocarburos

Hidrocarburos Aromáticos

• Benceno (C₆H₆)

Hidrocarburos Alifáticos

De Cadena Abierta

• Alcanos: Enlace covalente simple entre carbonos
• Alquenos: Enlace covalente doble entre carbonos
• Alquinos: Enlace covalente triple entre carbonos

Cíclicos

• Ciclobutano (C₄H₈)

Prefijos de Nomenclatura para Cadenas Carbonadas

• Met-: 1 átomo de carbono
• Et-: 2 átomos de carbono
• Prop-: 3 átomos de carbono
• But-: 4 átomos de carbono
• Pent-: 5 átomos de carbono
• Hex-: 6 átomos de carbono
• Hept-: 7 átomos de carbono
• Oct-: 8 átomos de carbono
• Non-: 9 átomos de carbono
• Dec-: 10 átomos de carbono