¿Qué son los hidrocarburos alifáticos? Propiedades y grupos

Definición alifática

La química orgánica introdujo dos ramas principales de compuestos orgánicos: aromáticos y alifáticos. Los compuestos aromáticos son hidrocarburos de cadena cerrada que se asemejan a anillos. Estos hidrocarburos se caracterizan por tener enlaces dobles y simples alternados, enlaces conjugados. ¿Qué es un compuesto alifático? Los compuestos alifáticos son hidrocarburos que se disponen de forma no aromática. Los compuestos aromáticos son siempre hidrocarburos de cadena cerrada. Los compuestos alifáticos pueden ser hidrocarburos de cadena abierta y de cadena cerrada. Los compuestos aromáticos son únicos por tener dobles enlaces conjugados. Esta conjugación es la que otorga a estos compuestos su aromaticidad y estabilidad de resonancia. La presencia de enlaces conjugados en un anillo de carbono se puede utilizar para filtrar nuestros anillos aromáticos de los anillos no aromáticos. Los anillos no aromáticos son compuestos alifáticos cuyos carbonos están unidos para formar una cadena cerrada. Los compuestos alifáticos pueden ser:

• Cadenas abiertas lineales, donde los átomos de carbono están dispuestos de forma lineal en una estructura en forma de serpiente.

Figura 1: Compuesto alifático de cadena abierta lineal

• Cadenas ramificadas. Estos son compuestos de cadena abierta donde los grupos alquilo están unidos a uno de los carbonos centrales.

Figura 2: Compuesto alifático ramificado

• Anillos no aromáticos. Esos son compuestos cíclicos que no tienen dobles enlaces conjugados.

Figura 3: Compuesto alifático cíclico

La palabra alifático es originalmente una palabra griega que significa grasa o aceite. La razón por la que estos compuestos se denominan alifáticos es que se pensaba que provenían de grasas y aceites.

Figura 4: Aromático vs. No Aromático

Hidrocarburos alifáticos

¿Qué es un hidrocarburo alifático? La definición general de un compuesto alifático es un compuesto orgánico que carece de aromaticidad. Estos compuestos pueden contener cualquier grupo funcional y cualquier átomo diferente de C y H en su estructura esquelética. Los hidrocarburos alifáticos son más específicos; son compuestos que carecen de aromaticidad y están formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrógeno. Para resumir:

• Compuestos alifáticos: compuestos orgánicos que contienen grupos funcionales y átomos diferentes al carbono y al hidrógeno en su estructura esquelética.
• Hidrocarburos alifáticos: compuestos orgánicos que están formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. Carecen de aromaticidad, grupos funcionales y átomos diferentes al carbono y al hidrógeno.

Es útil recordar que los hidrocarburos son compuestos formados únicamente por átomos de C y H. Si un grupo funcional como hidroxilo -OH, carboxilo -COOH, amino -NH2, etc… estaba presente en el esqueleto de carbono, entonces el compuesto no puede ser clasificado como un hidrocarburo. Tenga en cuenta que los hidrocarburos alifáticos son una clase de compuestos alifáticos. La figura 5 debería facilitar la comprensión de la relación entre los compuestos alifáticos y los hidrocarburos alifáticos.

Figura 5: Árbol de compuestos alifáticos

Las características definitorias de los hidrocarburos alifáticos son:

• Están hechos de carbonos e hidrógenos solamente.
• Pueden ser lineales de cadena abierta, ramificados o cíclicos.
• Los compuestos cíclicos no tienen enlaces conjugados (enlaces simples dobles alternos).

La tabla resume los hidrocarburos alifáticos más comunes.

Grupo alifático

Los hidrocarburos alifáticos pueden contener enlaces simples (sigma), dobles (pi) o triples. Dicho esto, los compuestos alifáticos se pueden clasificar en:

• Hidrocarburos saturados : Hidrocarburos que están hechos enteramente de carbonos e hidrógenos. Los enlaces carbono-carbono son todos enlaces covalentes simples. Esto permite que cada átomo de carbono se una con el número máximo de átomos de hidrógeno.
• Hidrocarburos insaturados : Hidrocarburos que también están formados por carbonos e hidrógenos. Estos hidrocarburos contienen al menos un enlace doble (pi) o triple enlace carbono-carbono. La presencia de enlaces dobles o triples crea una deficiencia de átomos de hidrógeno; los carbonos no pueden unirse con el número habitual de hidrógenos porque están ocupados formando enlaces dobles o triples entre sí.

Los alcanos son compuestos orgánicos que solo contienen enlaces simples carbono-carbono. Cada átomo de carbono está unido con el número máximo de átomos de hidrógeno. Los alcanos que están hechos solo de átomos de C y H son hidrocarburos saturados. Los alquenos son compuestos orgánicos que contienen dobles enlaces carbono-carbono. Los alquinos son compuestos orgánicos que contienen triples enlaces carbono-carbono. Tanto los alquenos como los alquinos son hidrocarburos insaturados debido a la presencia de enlaces dobles y triples. El diagrama resume las clases de hidrocarburos saturados e insaturados.

Figura 6: Diagrama de hidrocarburos alifáticos

Los alcanos compuestos únicamente por átomos de C y H son hidrocarburos alifáticos saturados. Pueden ser lineales, ramificados o cíclicos, como se muestra en la figura 7.

Figura 7: Los alcanos son hidrocarburos saturados

Los alquenos y alquinos compuestos solo por átomos de C y H son hidrocarburos alifáticos insaturados. También pueden ser lineales, ramificados o cíclicos, como se muestra en las figuras 8 y 9.

Figura 8: Los alquenos son hidrocarburos insaturados

Figura 9: Los alquinos son hidrocarburos insaturados

Propiedades de los Hidrocarburos

Hay muchas clases de hidrocarburos alifáticos. Pero a pesar de eso todos comparten propiedades muy similares. Los alcanos, alquenos y alquinos alifáticos se clasifican como temerosos del agua, hidrófobos. Lo que significa que no se mezclan ni se disuelven en agua. Su naturaleza hidrófoba está ligada a su falta de polaridad, que es la distribución desigual de electrones. La diferencia de electronegatividad entre los átomos de carbono e hidrógeno es casi insignificante, lo que hace que estos compuestos no sean polares. En resumen, los hidrocarburos alifáticos son hidrofóbicos porque no son polares. Los hidrocarburos alifáticos tienden a vaporizarse fácilmente, lo que significa que tienen una presión de vapor muy alta. La razón por la que se evaporan fácilmente es porque estos hidrocarburos tienen fuerzas intermoleculares muy débiles. Los compuestos con fuerzas intermoleculares más fuertes no se evaporan fácilmente; tienen mayor presión de vapor. La mayoría de los hidrocarburos alifáticos se utilizan como combustibles; el metano se usa como combustible en motores de automóviles y estufas, el butano se usa como combustible en encendedores, y la lista continúa. La razón por la que se utilizan como combustible es porque estos compuestos son altamente inflamables. Cuando se exponen a una cantidad suficiente de oxígeno, reaccionan para formar dióxido de carbono y agua. Este tipo de reacción se conoce como reacciones de combustión. Tales reacciones ocurren cuando un combustible forma una mezcla inflamable con el aire, se activan cuando hay una fuente de calor. Las mismas características que se han discutido son la razón por la cual los hidrocarburos alifáticos son muy importantes en la vida diaria. Los consumidores habituales utilizan principalmente estos compuestos como combustible en sus vehículos automóviles y en algunos electrodomésticos de cocina, como estufas. Estos compuestos también se utilizan a escala industrial en la fabricación de diversas sustancias. Están involucrados en la industria de los polímeros en la producción de adhesivos y plásticos. También se utilizan en la producción de artículos esenciales como detergentes, desinfectantes e incluso en tejidos sintéticos.

Resumen de la lección

Los compuestos orgánicos se dividen en compuestos aromáticos, que son compuestos cíclicos con dobles enlaces conjugados, y compuestos alifáticos, que son compuestos que no presentan ninguna aromaticidad. La característica distintiva clave entre estas dos clases es la presencia de enlaces conjugados en un anillo de carbono; si un compuesto cíclico tiene enlaces dobles y simples alternados, entonces es aromático. Los compuestos alifáticos se describen mejor como compuestos de cadena lineal, ramificados o no aromáticos. La diferencia clave entre los compuestos de cadena lineal y ramificados es que los carbonos en el primero solo pueden unirse a un máximo de otros dos átomos de carbono. hidrocarburos alifáticos son compuestos alifáticos que no contienen ningún grupo funcional y que están formados exclusivamente por hidrógenos y carbonos. Se pueden clasificar en:

• Hidrocarburos saturados, que contienen solo enlaces CC simples en su estructura. Los alcanos son hidrocarburos saturados porque sus carbonos están unidos entre sí a través de enlaces sigma (simples).
• Hidrocarburos insaturados, que son hidrocarburos que pueden contener al menos un doble enlace CC o un triple enlace CC. Los alquenos, que son hidrocarburos que contienen enlaces dobles (pi), y los alquinos, que son hidrocarburos que contienen al menos un enlace triple CC, son hidrocarburos insaturados.

Los hidrocarburos alifáticos son compuestos no polares debido a la diferencia insignificante en la electronegatividad de los átomos de carbono e hidrógeno. Su falta de polaridad los hace hidrófobos ; no se mezclan ni se disuelven en agua. Estos compuestos tienen una presión de vapor muy alta ; sus líquidos tienen tendencia a evaporarse rápidamente. Los hidrocarburos alifáticos son extremadamente inflamables, por lo que se utilizan como combustible en motores de automóviles y estufas. Estos compuestos pueden formar una mezcla inflamable con el aire y sufrir reacciones de combustión, donde se forman agua y dióxido de carbono.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador