Ejemplos de Hidrocarburos
Los Hidrocarburos son compuestos químicos cuyas moléculas están formadas solamente con dos elementos: Carbono e Hidrógeno. Todos sus átomos están unidos por enlaces Covalentes, en los que las valencias +4 de los Carbonos se completan de dos diferentes maneras:
1.- Enlaces Carbono-Hidrógeno: Son enlaces covalentes en que un átomo de Carbono y un átomo de Hidrógeno comparten 1 electrón de valencia cada uno, en un enlace Sigma o simple.
2.- Enlaces Carbono-Carbono: Son enlaces covalentes en que dos átomos de Carbono comparten electrones entre sí. Cuando sólo comparten uno cada uno, se trata de un Enlace Sigma o simple. Cuando se comparte uno más, se trata de un Enlace Doble, formado por un Sigma y un Pi, gracias a su hibridación sp3. Cuando se comparten en total tres electrones cada uno, se trata de un Enlace Triple, formado por el enlace Sigma más dos enlaces Pi, de nuevo gracias a la hibridación sp3 de los átomos de Carbono.
Clasificación de los Hidrocarburos
Los Hidrocarburos se van a clasificar de acuerdo con dos criterios diferentes: Enlaces y Estructura. En estos dos criterios están repartidos los Alcanos, los Alquenos, los Alquinos, los Hidrocarburos cíclicos y los Hidrocarburos Aromáticos, que son todos los tipos de hidrocarburos.
Enlaces: Cuando todos los enlaces del Hidrocarburo son Simples, y los Carbonos tienen su valencia completada por Hidrógenos, se trata de un Hidrocarburo Saturado. Si hay enlaces dobles o triples Carbono-Carbono, significa que la valencia de los carbonos no está toda cubierta con Hidrógenos, por tanto se trata de un Hidrocarburo insaturado.
Estructura: Cuando el Hidrocarburo forma una cadena lineal o ramificada, se trata de un Hidrocarburo Alifático. Cuando se genera con los Carbonos una forma geométrica cerrada, como un triángulo, un cuadrado, un pentágono o hexágono, se trata de un Hidrocarburo Cíclico. Puede haber entre los Carbonos enlaces simples, dobles o triples.
El Hidrocarburo con forma hexagonal y que tiene enlaces dobles alternados se llama Benceno. Su fórmula es C6H6 y es la base para los compuestos químicos llamados Aromáticos, que son variantes de este anillo, que pueden tener sustituyentes de muchos tipos, como grupos funcionales (alcohol, ácido, cetona) y radicales alquilo (metil, etil, isopropil).
Alcanos: También llamados Parafinas, los Alcanos son Hidrocarburos Alifáticos Saturados, cuya serie comienza con el Metano CH4, el compuesto más sencillo de toda la Química Orgánica. Los primeros cuatro alcanos son gaseosos; del quinto al décimo son líquidos y al incrementarse el tamaño de la molécula se convierten en sólidos más densos. Son compuestos no polares, dado que las fuerzas en la molécula se encuentran balanceadas, y no se dan inclinaciones en ellas. Sus formas cíclicas se llaman Cicloalcanos.
Alquenos: También llamados Olefinas, los Alquenos son Hidrocarburos Alifáticos insaturados, cuya serie comienza con el Etileno CH2=CH2. Tienen mínimo un doble enlace Carbono-Carbono. Los primeros términos son gaseosos, y conforme se hace más pesada la molécula, el estado de agregación se vuelve más consistente. Dependiendo de la posición del enlace doble, se dirá si el alqueno es polar o no polar. Por ejemplo, la molécula del 1-Butileno CH2=CH-CH2-CH3 tiene la mayoría de hidrógenos de un lado, y el doble enlace del otro. Y la molécula del 2-Butileno CH3-CH=CH-CH3 está perfectamente balanceada en lo que concierne a las fuerzas de los enlaces. El doble enlace está en medio, y ambos lados están idénticos. Sus formas cíclicas se llaman Cicloalquenos.
Alquinos: También llamados Acetilenos, los Alquinos son Hidrocarburos Alifáticos insaturados, cuya serie comienza con el acetileno C2H2. Tienen minimo un triple enlace Carbono-Carbono. Los primeros términos son gaseosos. De hecho, el estado gaseoso se conserva por más tamaños de molécula, dado que los enlaces repetidos debilitan la estructura. Tienen el mismo caso de polaridad que los alquenos, determinada por la posición del enlace triple.
Aplicaciones de los Hidrocarburos
El Metano CH4 es un combustible extraído por fracking o fractura hidráulica en minas subterráneas donde se ha desintegrado materia orgánica por miles de años. Es el principal componente del gas Natural, como se le llama al gas que se utiliza en las estufas domésticas.
Los gases Propano C3H8 y Butano C4H10 tienen uso industrial como combustible en forma de mezcla llamada Gas LP, que significa Gas Licuado de Petróleo. Se contiene a altas presiones, que generan pocos volúmenes e incluso temperaturas bajas en el tanque donde está confinado.
El líquido Hexano C6H14 es un alcano con un gran poder solvente. Se emplea en procesos de Extracción Sólido-Liquido. Un ejemplo son las plantas de producción de aceite de soya, en que el solvente se hace pasar por camas de semilla de soya para que el aceite se difunda en él.
El Acetileno C2H2 es un gas que puede ser utilizado como combustible para lámparas de gas. Es muy fácil producirlo. Se vierte agua sobre piedras de Carburo de Calcio CaC2, y el gas se irá liberando mientras transcurre la reacción húmeda. Se enciende el gas y así habrá iluminación. Dichas lámparas se han utilizado en el interior de minas.
La Gasolina está formada por una mezcla de Octanos ramificados, que son los que aportarán el poder calorífico para que se dé la expansión en las cámaras de combustión de un motor de combustión interna.
El Etileno C2H4 el primer alqueno, es la materia prima para producir el plástico Polietileno, el cual se presenta en dos diferentes versiones: Polietileno de alta densidad HDPE (por sus siglas en inglés: High Density Polyetilene) y Polietileno de baja densidad LDPE (por sus siglas en inglés: Low Density Polyetilene). El de alta densidad se utiliza para contenedores plásticos ligeros, y el de baja densidad se utiliza para bolsas de supermercado, por ejemplo.
El Propileno CH2=CH-CH3 es la materia prima para producir el plástico Polipropileno, que se utiliza para contenedores plásticos gruesos; por ejemplo, los recipientes para residuos peligrosos biológico-infecciosos, entre los que hay jeringas que pudieran atravesar algún plástico más simple.
Ejemplos de Hidrocarburos
Metano CH4
Etano C2H6
Propano C3H8
Butano C4H10
Pentano C5H12
Hexano C6H14
Eteno o Etileno CH2=CH2
Propeno o Propileno CH2=CH-CH3
1-Butileno CH2=CH-CH2-CH3
2-Butileno CH3-CH=CH-CH3
Etino o Acetileno C2H2
Propino C3H4
Butino C4H6