Hidrocarbonetos

Em química, um hidrocarboneto é um composto químico constituído apenas por átomos de carbono e de hidrogénio.

Desde que deu seus primeiros passos, ainda no século XIX, a Química Orgânica não parou de evoluir. Para se ter uma ideia, acompanhe o aumento do número de compostos orgânicos conhecidos.

- Em 1880, conhecia-se cerca de 12.000 compostos;

- Até 1910, o número era de 150.000;

- Já em 1940, o número de compostos conhecidos saltou para 500.000;

- Atualmente, estima-se um número acima de 16.000.000.

Alguns desses são encontrados naturalmente e outros são produzidos sinteticamente, mas por que essa variedade de compostos orgânicos? Os preceitos estabelecidos por Friedrich August Kekulé (1829-1896) fizeram toda a diferença. Esse cientista iniciou suas pesquisas tomando o Carbono como centro das atenções e propôs em 1858 um conceito que usamos até hoje:

Química Orgânica é a parte da Química que estuda os compostos do carbono.

Desde então ficou estabelecido que a Química Orgânica é a química dos compostos do carbono, e como esse elemento é tetravalente, tudo se explica. O carbono, com sua capacidade de formar quatro ligações, é responsável por uma vasta quantidade de compostos. Ele se une a diferentes elementos e origina longas cadeias, e, de acordo com o rearranjo molecular, elas tomam propriedades totalmente diferentes umas das outras.

A síntese em laboratório é capaz de modificar a estrutura de uma cadeia carbônica e dar a ela um novo formato com propriedades distintas da molécula original, a este produto denota-se a definição de composto orgânico sintético. O processo é muito útil na fabricação de medicamentos pelas Indústrias farmacêuticas, na obtenção de plásticos (polímeros), fibras têxteis, corantes, inseticidas...Os compostos orgânicos naturais têm como fonte principal o petróleo, carvão mineral, gás natural, entre outras, é importante ressaltar que hoje é possível sintetizar qualquer substância química, graças à modernização das técnicas de laboratório.

Vamos aprofundar o estudo...

Os hidrocarbonetos naturais são compostos químicos constituídos por átomos de carbono (C) e de hidrogénio (H), aos quais se podem juntar átomos de oxigénio (O), azoto ou nitrogênio (N) e enxofre (S) dando origem a diferentes compostos de outros grupos funcionais. São conhecidos alguns milhares de hidrocarbonetos. As diferentes características físicas são uma conseqüência das diferentes composições moleculares. Contudo, todos os hidrocarbonetos apresentam uma propriedade comum: oxidam-se facilmente libertando calor. Os hidrocarbonetos naturais formam-se a grandes pressões no interior da terra (abaixo de 150 km de profundidade) e são trazidos para zonas de menor pressão através de processos geológicos, onde podem formar acumulações comerciais (petróleo, gás natural, etc). As moléculas de hidrocarbonetos, sobretudo as mais complexas, possuem alta estabilidade termodinâmica. Apenas o metano, que é a molécula mais simples (CH₄), pode se formar em condições de pressão e temperatura mais baixas. Os demais hidrocarbonetos não são formados espontaneamente nas camadas superficiais da terra.

Os hidrocarbonetos como já foi dito, são compostos que apenas são constituídos por átomos de carbono (C) e de hidrogénio (H), e podem-se classificar da seguinte forma:

Cadeia aberta

Alcanos

Alcenos

Alcinos

Cadeia fechada (cíclicos)

Cicloalcanos

Cicloalcenos

Cicloalcinos Aromáticos.

Quanto ao tipo de ligação entre os carbonos, os hidrocarbonetos podem ainda ser divididos, didaticamente, em:

hidrocarbonetos saturados, englobando alcanos e cicloalcanos, que não possuem ligações dupla, tripla ou aromática;

hidrocarbonetos insaturados, que possuem uma ou mais ligações dupla ou tripla entre átomos de carbono (entre eles os alcenos, alcadienos e cicloalcenos - com ligação dupla; alcinos - com ligações tripla -; e aromáticos)

Alcanos

São hidrocarbonetos saturados (só com ligações simples). Também podem ser chamados parafinas. Tem a fórmula molecular C_nH_2n+2.O nome dos alcanos tem a terminação ano. Os átomos de carbono podem ser primários, secundários, terciários ou quaternários:

· Primários - átomo de carbono ligado a apenas um outro átomo de carbono;

· Secundário - átomo de carbono ligados a dois átomos de carbono;

· Terciário - átomo de carbono ligado a três átomos de carbono;

· Quaternário -átomo de carbono ligado a quatro átomos de carbono.

Os alcanos com 1 a 4 carbonos são gasosos à temperatura ambiente, enquanto que os com o número de carbonos compreendidos entre 5 e 17 líquidos. Os compostos com mais de 18 carbonos são sólidos à temperatura ambiente. Cada carbono tem os seus substituintes, quer sejam hidrogénios ou outros átomos ou grupos de átomos, ligados em arranjo tetraédrico. É a cadeia de átomos de carbono mais longa que se pode encontrar na molécula que determina a sua nomenculatura.

Alcenos

Hidrocarbonetos que contêm ligações duplas. Também designados por olefinas ou hidrocarbonetos etilénicos. Quando têm mais que uma ligação duplas são compostos polienos. Os alcenos com apenas uma ligação dupla, e lineares têm a fórmula C_nH_2n.

O nome do alceno é atribuído a partir do nome do alcano correspondente, substituindo a terminação ano pela terminação eno.

Alcinos

São os hidrocarbonetos que contêm ligações triplas. No caso de terem duas ou mais ligações triplas são compostos poliinos. Os alcinos com apenas uma ligação tripla, e lineares têm a fórmula C_nH_2n-2.

O nome do alcino é atribuído a partir do nome do alcano correspondente, substituindo a terminação ano pela terminação ino.

Hidrocarbonetos
Alcanos		Alcenos		Alcinos
Metano	CH₄
Etano	C₂H₆	Eteno	C₂H₄	Etino	C₂H₂
Propano	C₃H₈	Propeno	C₃H₆	Propino	C₃H₄
Butano	C₄H₁₀	Buteno	C₄H₈	Butino	C₄H₆
Pentano	C₅H₁₂	Penteno	C₅H₁₀	Pentino	C₅H₈
Hexano	C₆H₁₄	Hexeno	C₆H₁₂	Hexino	C₆H₁₀
Heptano	C₇H₁₆	Hepteno	C₇H₁₄	Heptino	C₇H₁₂
Octano	C₈H₁₈	Octeno	C₈H₁₆	Octino	C₈H₁₄
Nonano	C₉H₂₀	Noneno	C₉H₁₈	Nonino	C₉H₁₆
Decano	C₁₀H₂₂	Deceno	C₁₀H₂₀	Decino	C₁₀H₁₈

Hidrocarbonetos cíclicos

No caso dos hidrocarbonetos cíclicos a estrutura da molécula é fechada. O nome é obtido juntando o prefixo ciclo ao nome da molécula de cadeia aberta correspondente (butano - ciclobutano; propano - ciclopropano).

Cicloalcanos

Compostos com cadeia cíclica saturada, de fórmula geral C_nH_2n, com n > 2.

Cicloalcenos

Compostos com cadeia cíclica com uma ligação dupla, de fórmula geral C_nH_2n-2, com n > 2.

Cicloalcinos

Compostos com cadeia cíclica com uma ligação tripla, de fórmula geral C_nH_2n-4, com n > 2.

Hidrocarbonetos aromáticos

Estes hidrocarbonetos são baseados na molécula de benzeno C₆H₆, e têm cheiros característicos.

Os hidrocarbonetos não aromáticos também são designados por alifáticos (alcanos, alcenos, alcinos).

Atividade

1- Na química quem é responsável pelo o estudo dos hidrocarbonetos?

2- O que é Hidrocarboneto?

3- Como classificamos os Hidrocarbonetos?

4- Quais as diferenças das classificações da cadeia aberta?

5- Quais as diferenças das classificações da cadeia fechada?

Palavras cruzadas on-line

http://www.moai.ifba.edu.br/quimica/oa/cross/cross.htm

Curiosidades da química:

A diferença entre o Diamante e o Grafite

Quem diria que aquele lápis ou lapiseira que você usa na escola poderia ser um “parente” de uma pedra preciosa. Pois é isso mesmo! O grafite – ou grafita, nomenclatura mais usada pelos cientistas – e o diamante são minerais formados a partir do mesmo elemento químico.

O carbono puro – elemento químico que também está presente em todos os seres vivos – é a base da formação do grafite e do diamante. Na natureza, o carbono tem seus átomos agrupados e quando expostos a fatores ambientais diferentes, como temperatura e pressão, podem ser cristalizados, ou seja, formam minerais.

Porém, para a formação do grafite e do diamante no solo existem diferenças fundamentais. Na constituição do grafite é preciso ter condições de pressão e temperatura bem menores do que na do diamante, que precisa de muita compressão e calor para ser formado.

Estas diferenças fazem com que o diamante e o grafite, embora formados unicamente do mesmíssimo material, sejam minerais distintos, com diferentes características. E a diferença está na estrutura.

O diamante é um mineral resultante de uma ligação muito forte entre os átomos de carbono. Essa característica na constituição faz dele um mineral muito duro e, assim, com grande capacidade de riscar. Porém, ao contrário do que muitos pensam, ele não é indestrutível e pode, sim, desaparecer, se for exposto a altíssimas temperaturas, ou espatifar, se levar uma grande martelada, por exemplo. Mas o diamante tem utilidades que vão muito além da composição de jóias belas e caras: ele é usado, por exemplo, na inústria, em matéria-prima de brocas de perfuração e em ferramentas de cortes. O grafite, por sua vez, é o resultado de uma rede frouxa de átomos de carbono e, por isso, é mais maleável. Misturado com argila, pode ser usado nos lápis e nas lapiseiras, em tintas, em lubrificantes, entre outros produtos. Talvez você não saiba que o grafite pode ser produzido a partir de cinzas de seres vivos. Sim! Afinal, ele é feito a partir do carbono – que está presente nos organismos mesmo depois de incinerados. E do grafite submetido a altas temperaturas pode-se produzir diamantes artificiais. Já existe até uma empresa norte-americana que faz diamantes a partir de grafite formado das cinzas de animais de estimação, para que seus donos lembrem-se sempre dos seus bichos que já partiram.

Carvão e diamante

Carvão e diamante são substâncias que têm a mesma composição, mas valores extremamente diferentes. Imagine só fazer joias usando carvão ou acender uma lareira colocando diamantes para queimar, não seria absurdo?

Na verdade, a semelhança entre diamante e carvão limita-se apenas ao fato de que o carvão é um mineral rico em carbono e os diamantes também são feitos de carbono. E por que o diamante possui valor tão alto, ao contrário do carvão, que é simplesmente queimado?

Vejamos as diferenças no processo de formação:

Os diamantes são obtidos sob altíssimas pressões a partir do magma presente no interior da Terra (bem abaixo da crosta). Foram necessários vários séculos para que camadas de magma fossem sendo depositadas umas sobre as outras, acarretando em forte pressão. O magma foi sendo comprimido até se petrificar. O resultado você já sabe, diamantes belos, duráveis e muito valiosos.

Já o carvão surge de um processo bem mais simplificado e acessível, ele é obtido a partir da decomposição de folhas, vegetação e árvores. O local escolhido é embaixo da terra, onde as temperaturas se elevam em relativa pressão. O carvão é formado a partir das mudanças físicas e químicas propícias a essas condições, num tempo bem inferior ao que origina o diamante.

Acontece que as moléculas do carvão estão dispostas desordenadamente, cada uma numa direção, o que impede a passagem da luz e torna frágil a sua estrutura. Por sua vez as moléculas do diamante estão perfeitamente ordenadas, todas na mesma direção, o que confere elevada dureza ao material e permite à luz atravessá-lo facilmente.

Portanto, não seria possível ambas substâncias possuírem o mesmo valor comercial, uma vez que o tempo de formação se difere nos dois processos.

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