هيدروكربون

أمثلة

وفي هذا السياق، الميثان (غاز المستنقعات) هو هيدروكربون به ذرة كربون واحدة وأربع ذرات هيدروجين CH4. والإيثان هيدروكربون يتكون من ذرتي كربون مرتبطتين معا برابطة أحادية، وكل منها مرتبطة بثلاث ذرات هيدروجين C2H6. البروبان به 3 ذرات كربون (C3H8)، وهكذا (CnH2·n+2).

عدد ذرات الهيدروجين

في هذا الإطار، عدد ذرات الهيدروجين في الهيدروكربون يمكن أن يتم تحديده بمعرفة عدد ذرات الكربون باستخدام المعادلات الآتية:

الأهمية الاقتصادية للمركبات الهيدروكربونية

وعلى صعيد آخر، ينتج عن حرق الهيدروكربونات في وجود كمية كافية من الأكسجين، غاز ثاني أكسيد الكربون، والماء، والحرارة، ويعد هذا السبب الرئيسي لاستخدامها كوقود في العالم؛ حيث تعد الهيدروكربونات المصدر الرئيسي للطاقة حول العالم؛ فهي توفّر الوقود الذي يمكن تحويله إلى طاقة من خلال تكرير النفط، الذي يقدّم مجموعة واسعة من المواد المشتقة التي تلعب دوراً مهماً في الاقتصاد العالمي؛ والتي تشمل أهميتها في صناعة البلاستيك، والمذيبات، ومواد التشحيم.

• نفط
• بتروكيمياويات
• التسمية النظامية للمركبات العضوية

أنواع الهيدروكربونات

الهيدروكربونات البسيطة واختلافاتها

وفي هذا السياق، يُمكن أن تكون الهيدروكربونات غازية (مثل: الميثان والبروبان)، ويمكن أن تكون سائلة (مثل: الهكسان والبنزين)، وقد تكون من الشمع أو المواد الصلبة منخفضة درجة الانصهار (مثل: شمع البرافين والنفثالين)، وقد تكون بوليمرات (مثل: متعدد الإيثيلين وعديد البروبيلين والبوليستيرين).

علاوةً على ذلك، الهيدروكربونات المشبعة، هي أبسط أنواع الهيدروكربونات. وهي تتكوّن من روابط أحادية فقط تكون مشبعة بالهيدروجين. وتكون الصيغة الكيميائية للهيدروكربونات المشعبة - غير الحلقية أي «الألكانات» - هي: CnH2n+2 أكثر الصيغ العامة للهيدروكربونات المشبعة هي: CnH2n+2(1-r) حيث "r"هي عدد الحلقات. هذا بالتحديد مع حلقة واحدة هي ألكان حلقي. الهيدروكربونات المشبعة هي أساس الوقود النفطي وتوجد إما خطية أو أنواعاً متفرعة. تفاعل الاستبدال هو من صفاتها الخاصة مثل: (تسخين غاز الكلور في درجات حرارة مرتفعة حينها يحدث تفاعل استبدال ويكون على شكل الكلوروفورم). وتسمى الهيدروكربونات التي لها نفس الصيغة الجزيئية ولكن تختلف في الصيغة البنائية: التصاوغ الهيكلي أو الأيزومرات الهيكلية. على النحو الوارد في مثال «3- ميثيل هيكسان» والمتماثلات الأعلى منها، تفرعات الهيدروكربونات قد تكون لا انطباقية. تُمثل الهيدروكربونات المشبعة عديمة التناظر المرآتي سلاسل جانبية من الجزيئات الحيوية مثل: الكلوروفيل والتوكوفيرول.

في هذا الإطار، الهيدروكربونات العطرية (الأرينية) أو الهيدروكربونات الأروماتية هي المركّبات العضوية التي تحتوي على حلقات البنزين جزءً من بنائها.

كذلك، التصنيفات للمواد الهيدروكربونية -حسب القواعد التي حددها الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) للكيمياء العضوية- هي كما يلي:

من جهة ثانية، الهيدروكربونات غير المشبعة لها رابطة ثنائية أو ثلاثية واحدة بين ذرات الكربون. وتُسمّى الهيدروكربونات غير المشبعة التي تحتوي على رابطة تساهمية واحدة أو أكثر بين ذرات الكربون الألكينات. الهيدروكربونات التي تحتوي على رابطة ثنائية واحدة تكون على هذه الصيغة: CnH2n - مع افتراض أن الهياكل غير حلقية -. أما الهيدروكربونات التي تحتوي على روابط ثلاثية تُسمى الألكاينات تكون لها الصيغة العامة: CnH2n−2

الالكانات: CnH2n+2

الالكاينات: CnH2n-2 (بافتراض وجود رابطة ثلاثية واحدة)

الألكينات: CnH2n (بافتراض وجود رابطة ثنائية واحدة)

في هذا الإطار، وكل من هذه الهيدروكربونات يتبع قاعدة 4-هيدروجين والتي تنص على أن كل ذرات الكربون يجب تتصل بأقصى عدد ممكن من ذرات الهيدروجين (أقصى عدد 4). لاحظ أن كل رابطة إضافية تزيل ذرتي هيدروجين، كما أن الهيدروكربونات المشبعة يمكن أن تحصل على الأربعة ذرات هيدروجين وهذا بسبب التواجد الفريد لإلكترونات الكربون الأربعة.

النفط

في هذا الإطار، الهيدروكربونات لها أهمية اقتصادية كبيرة نظرا لأنها تمثل مكونات الوقود الحفري (الفحم، النفط، الغاز الطبيعي)، إضافة لالوقود الحيوي واللدائن والشموع والمذيبات.

ومن جهة أخرى، الهيدروكربونات السائلة المستخرجة جيولوجيا هي النفط أو الزيت المعدني بينما الهيدروكربونات الغازية تسمى الغاز الطبيعي. كلاهما يعد مصدرا أساسيا للوقود وموادا أولية لإنتاج الكيمياويات العضوية، وتتواجد هذه الهيدروكربونات تحت سطح الأرض.

التمثيل الجزيئي

وفي السياق ذاته، يتم غالبا تمثيل الهيكل الكربوني كشكل جزيئي ويتم تمثيل ذرات الكربون فيه كقمم والروابط كخطوط. التمثيلات الجزيئية تحتوى على بناء الهيدروكربون بحيث يمكن إضافة ذرات الهيدروجين الناقصة بطريقة محددة. وتتم دراسة الهيدروكربونات بتوسع كذلك في الكيمياء الحسابية.