Inhoud
- Koolstoffen Valence Shell
- Benoemen van koolwaterstoffen
- Andere naamgevingsregels
- Voorbeelden van koolwaterstoffen
Een koolwaterstofketen is een molecuul dat volledig uit waterstof en koolstof bestaat. Ze zijn de eenvoudigste van de organische verbindingen en kunnen een vloeistof, gas of vaste stof zijn. Er zijn veel soorten koolwaterstofketens, waaronder alkanen, alkenen, alkynen, cycloalkanen en arenen. Ze kunnen vertakt, lineair of cyclisch zijn. Koolwaterstofketens zijn alomtegenwoordig van aard. Ze zijn niet-polair, wat betekent dat ze niet mengen met water.
Koolstoffen Valence Shell
De eenvoudigste koolwaterstof is methaan, een enkel centraal koolstofatoom gebonden aan vier waterstofatomen. Het centrale koolstofatoom kan niet meer dan vier andere bindingen vormen omdat het slechts vier valentie-elektronen heeft. Valence-elektronen zijn vrije elektronen op de buitenste schil van het atoom die beschikbaar zijn om te binden of paren te vormen, met valentie-elektronen op andere atomen om moleculen te vormen. Terwijl verzadigde koolstofketens alle vier valentie-elektronen bezetten rond elke koolstof, kunnen sommige koolwaterstoffen onverzadigde punten hebben waar slechts twee of drie bindingen vormen rond de centrale koolstof. Die onverzadigingen kunnen de vorm hebben van dubbele of drievoudige bindingen met andere koolstofatomen op plaatsen waar waterstof afwezig is, zodat alle vier valentie-elektronen nog steeds bezet zijn.
Benoemen van koolwaterstoffen
Koolwaterstoffen worden benoemd met behulp van een voorvoegsel op basis van het aantal koolstofatomen in de keten en een achtervoegsel dat de soorten bindingen aangeeft die zich daarin bevinden. Enkele, dubbele en drievoudige bindingen worden respectievelijk alkanen, alkenen en alkynen genoemd. Voor de verbinding "ethaan", wat een gas is, geeft het voorvoegsel "eth-" twee koolstofatomen in de keten aan, en het achtervoegsel "-aan" geeft aan dat het alleen enkelgebonden koolstofatomen en waterstofatomen bevat. Een verbinding met negen koolstofatomen die dubbele bindingen bevat, wordt nonene genoemd. Hexaan is een voorbeeld van een zes-koolstofmolecuul met slechts enkele bindingen. Als het molecuul een ring is, begint het met het voorvoegsel "cyclo-" zoals met cyclohexaan, een zes-koolstofring met alle enkele bindingen.
Andere naamgevingsregels
Wanneer een koolwaterstof als een "functionele groep" aan een ander molecuul is bevestigd, bevat het voorvoegsel ook een "-yl" -uiteinde. Wanneer ethaan bijvoorbeeld aan een ander molecuul is gehecht, wordt het een ethylgroep genoemd. Wanneer een verbinding meer dan één onverzadiging heeft, zoals een dubbele binding, wordt het nummer van de koolstof waaruit de dubbele binding afkomstig is, in de naam opgenomen met behulp van een nummer. Een buteenmolecuul met een dubbele binding tussen de eerste en tweede koolstofatomen wordt bijvoorbeeld 1-buteen genoemd. Ten slotte zijn speciale koolwaterstoffen, arenes of aromatische koolwaterstoffen genoemd, ringen die afwisselend enkele en dubbele bindingen hebben.
Voorbeelden van koolwaterstoffen
Koolwaterstoffen hebben veel moderne toepassingen. Natuurlijk rubber is een type koolwaterstof dat bestaat uit afwisselend dubbel en enkel gebonden koolstofatomen. Essentiële oliën zoals menthol en kamfer behoren tot een klasse ringvormige koolwaterstoffen die terpenoïden worden genoemd en bestaan uit 10 koolstofatomen en ten minste één dubbel gebonden koolstofpaar. Hoewel menthol in sigaretten voorkomt en kamfer wordt gebruikt als motwerende middel, worden sommige soorten geurige etherische oliën in de geneeskunde en in parfum gebruikt. Benzine, hoewel het geen zuivere koolwaterstof is, bevat een mengsel van koolwaterstoffen van verschillende lengten, waaronder heptaan, isooctaan, cyclooctaan en ethylbenzeen. Talrijke oplosmiddelen, zoals ethanol en benzeen, worden vaak gebruikt bij de productie van geneesmiddelen.