Hidrocarburos

HIDROCARBUROS

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno. Los hidrocarburos son los compuestos básicos de la Química Orgánica. Las cadenas de átomos de carbono pueden ser lineales o ramificadas y, abiertas o cerradas. Los quetienen en su molécula otros elementos químicos (heteroátomos), se denominan hidrocarburos sustituidos.
Los hidrocarburos se pueden clasificar en dos tipos, que son:
• alifáticos
• aromáticos.
Los alifáticos, a su vez se pueden clasificar en saturados (alcanos) e insaturados (alquenos y alquinos) según los tipos de enlace que unen entre sí los átomos de carbono. Las fórmulas generales de losalcanos, alquenos y alquinos son CnH2n+2, CnH2n y CnH2n-2, respectivamente.
1. Hidrocarburos Alifáticos
1.1 Alcanos
Fórmula general:

Donde “n” represente el número de carbonos del alcano.
Esta fórmula nos permite calcular la fórmula molecular de un alcano. Por ejemplo para el alcano de 5 carbonos:
C5H [(2 x 5) +2] = C5H12
Los alcanos se caracterizan por las uniones sencillas decarbono-carbono. El átomo de carbono utiliza la hibridación (cuando en un átomo se mezclan varios orbitales atómicos para formar nuevos orbitales híbridos. Los orbitales híbridos explican la forma en que se disponen los electrones en la formación de los enlaces) de tipo sp3 o tetragonal, por lo tanto, cada átomo puede formar cuatro enlaces simples.
En estado puro, los alcanos son incoloros. Los cuatroprimeros compuestos de la serie homóloga son gases. Del pentano al heptadecano (17 carbonos) se encuentran en estado líquido. Los demás son sólidos. Sus puntos de fusión, de ebullición y densidad aumentan al incrementar la cadena carbonada. Loa alcanos son menos densos que el agua.
PROPIEDADES DE LOS ALCANOS
Propiedades físicas
• Punto de ebullición
Los alcanos experimentan fuerzasintermoleculares de van der Waals y al presentarse mayores fuerzas de este tipo aumenta el punto de ebullición, además los alcanos se caracterizan por tener enlaces simples.
Hay dos agentes determinantes de la magnitud de las fuerzas de van der Waals:
1. el número de electrones que rodean a la molécula, que se incrementa con la masa molecular del alcano.
2. el área superficial de la molécula.
• Punto defusión
El punto de fusión de los alcanos sigue una tendencia similar al punto de ebullición por la misma razón que se explicó anteriormente. Esto es, (si todas las demás características se mantienen iguales), a 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
No forman enlaces de hidrógeno y son insolubles en solventes polares como el agua. Puesto que los enlaces de hidrógeno entre las moléculas individuales de agua están apartados de una molécula de alcano, la coexistencia de un alcano y agua conduce a un incremento en el orden molecular (reducción de entropía). Como no hay enlaces significativos entre las moléculas de agua y las moléculasde alcano, la segunda ley de la termodinámica sugiere que esta reducción en la entropía se minimizaría al minimizar el contacto entre el alcano y el agua: se dice que los alcanos son hidrofóbicos (repelen el agua).
Su solubilidad en solventes no polares es relativamente buena, una propiedad que se denomina lipofilicidad. Por ejemplo, los diferentes alcanos son miscibles entre sí en todas lasdemás proporciones.
Propiedades químicas
• Reacciones con el oxígeno
Todos los alcanos reaccionan con oxígeno en una reacción de combustión, pero se torna más difícil de inflamar al aumentar el número de átomos de carbono.
• Reacciones con los halógenos
Los alcanos reaccionan con halógenos en la denominada reacción de halogenación radicalaria. Los átomos de hidrógeno del alcano son reemplazados...