Alcani, alcheni e alchini: riassunto

Di Redazione Studenti.

Riassunto breve di chimica sugli idrocarburi: alcani, alcheni e alchini. Spiegazione con formule e nomenclatura

ALCANI, ALCHENI E ALCHINI: RIASSUNTO

Alcani, alcheni e alchini: riassunto
Alcani, alcheni e alchini: riassunto — Fonte: getty-images

Gli ossidi, i vari carbonati, i bicarbonati e pochi altri composti del carbonio sono classificati come inorganici.

Tutti gli altri composti del carbonio sono composti organici.

Il carbonio reagisce in maggior parte con l’idrogeno ma anche con l’ossigeno, l’azoto, lo zolfo e gli alogeni.

La chimica organica studia la sintesi, le proprietà e la reattività dei composti organici del carbonio. Lo studio specifico delle sostanze nelle cellule viventi si chiama biochimica.

Gruppo funzionale: è una parte, anche piccola, di una molecola che partecipa alle reazioni chimiche.

Gli alcani fanno parte degli idrocarburi. Le molecole degli alcani non hanno gruppi funzionali: contengono esclusivamente legami c-c e c-h.

Ma carbonio e idrogeno hanno elettronegatività molto simili; quindi gli alcani non sono affatto polari e le loro molecole sono poco sensibili all’attacco di reagenti polari o ionici (che sono la maggior parte).

I composti formati solo da idrogeno e carbonio sono chiamati Idrocarburi. Gli alcani sono un esempio di composti organici saturi, cioè contengono solo legami singoli fra gli atomi di carbonio.

Alcheni e alchini, invece, sono composti organici insaturi, perché le loro molecole contengono doppi (alcheni) e tripli (alchini) legami (praticamente tutti gli idrocarburi sono ottenuti dai combustibili fossili: carbone, petrolio e gas naturale).

Ogni carbonio, che è legato ad altri quattro atomi, ha una sua geometria tetraedrica: i suoi quattro legami sono orientati verso i vertici di un tetraedro. Un alcano è un idrocarburo che ha soltanto legami singoli.

Gli atomi di carbonio nelle molecole degli alcani possono essere uniti gli uni agli altri formando una catena per dare molecole a catena lineare, oppure molecole a catena ramificata. Gli alcani hanno tutti formula generale CnH (2n+2).

Nei cicloalcani tre o più atomi di carbonio sono legati in strutture cicliche, ad anello; la formula generale è CnH2n.

Per trasformare una struttura espansa nella sua forma condensata, si devono raggruppare tutti gli idrogeni attaccati allo stesso atomo di carbonio e scriverli dopo il suo simbolo. Per i composti ciclici si usano formule di struttura condensate speciali.

Quando gli atomi di carbonio sono gli unici atomi che formano l’anello, questo viene rappresentato semplicemente con un poligono.

Quando usiamo un quadrato per rappresentare la formula del ciclobutano, dobbiamo intendere che ogni vertice è costituito da un atomo di carbonio e che ogni linea, su ciascun lato del poligono, rappresenta un legame singolo fra due atomi di carbonio.

ALCANI, ALCHENI E ALCHINI: NOMENCALTURA

Se due o più sostituenti presenti sulla catena d’origine sono identici, si usa il prefisso di- (2), tri- (3), tetra- (4) … La posizione del gruppo deve sempre essere indicata individualmente. Per separare i numeri devono essere usate le virgole.

Anche quando gruppi identici stanno sullo stesso carbonio, il numero di quel carbonio deve essere ripetuto due volte. Isomeria negli alcani: Il butano e il 2-metilpropano hanno la stessa formula molecolare C4H10.

Nonostante ciò essi hanno proprietà fisiche diverse, perché le loro molecole hanno strutture diverse. L’esistenza di isomeri è chiamata isomeria.

Tanto maggiore è il numero di atomi di carbonio in una molecola, tanto più grande diviene il numero di isomeri possibili.

PROPRIETÀ CHIMICHE DEGLI ALCANI

Gli alcani e i cicloalcani a temperatura ambiente sono molto stabili; non reagiscono con gli acidi, con le basi e neppure con i metalli più reattivi.

Il fluoro, però reagisce con gli alcani e forma una miscela di prodotti. Come tutti gli idrocarburi, gli alcani bruciano all’aria e danno diossido di carbonio e acqua più calore.

ALCHENI

Gli alcheni sono idrocarburi che contengono uno o più doppi legami carbonio-carbonio. Ciascun doppio legame è formato da un legame sigma forte e da un legame π più debole.

Le regole di IUPAC per ricavare i nomi degli alcheni sono derivate da quelle degli alcani.

Al nome della catena d’origine si attacca il suffisso -ene (Intorno al doppio legame, i gruppi non possono ruotare l’uno rispetto all’altro perché la rotazione distruggerebbe la sovrapposizione degli orbitali p che danno il legame π).

Gli alcheni per questo motivo forniscono molti esempi di isomeria geometrica. Gli isomeri geometrici differiscono soltanto nella geometria con cui i gruppi sono orientati rispetto al doppio legame.