الهيدروكربونات
الهيدروكربونات هي مركبات كيميائية عضوية تتكون فقط من عنصري الكربون والهيدروجين. وعادةً ما تتواجد هذه المركبات في شكل سلاسل طويلة أو قصيرة من ذرات الكربون المرتبطة معًا برابطة جزيئية واحدة أو برابطة مزدوجة. يرتبط الهيدروجين بهذه السلاسل لاستكمال مدارات الذرات، مما يؤدي إلى إنتاج مركب مستقر. يمكن أن تتكون الهيدروكربونات من ذرة كربون واحدة مصحوبة بأربع ذرات هيدروجين، كما هو الحال في غاز الميثان.
أنواع الهيدروكربونات
تصنف الهيدروكربونات إلى ثلاثة أنواع رئيسية، وهي:
- الهيدروكربونات الأروماتية: وهي مركبات تحتوي على حلقات من ذرات الكربون.
- الهيدروكربونات المشبعة: وهي تلك التي لا تحتوي على روابط ثنائية أو ثلاثية، كما أنها لا تشكل حلقات.
- الهيدروكربونات غير المشبعة: وهي التي تشمل روابط ثنائية أو ثلاثية في تركيبها.
الهيدروكربونات حسب عدد ذرات الهيدروجين
يمكن تصنيف الهيدروكربونات وفقًا لعدد ذرات الهيدروجين وحسب صيغتها الجزيئية، والتي تشمل:
- الألكانات CnH2n+2: تشير هذه الصيغة إلى تشبع ذرات الكربون بالهيدروجين، مما يجعلها من الهيدروكربونات المشبعة. جميع روابطها أحادية، حيث أن أول مركب يحتوي على ذرة واحدة من الكربون، وتزداد عدد الذرات في المركب الذي يليه. ومن أمثلة الألكانات: ميثان، إيثان، بروبان، بيوتان، بنتان، هكسان، هبتان، وأوكتان.
- الألكينات CnH2n: تدل هذه الصيغة على وجود رابطتين مزدوجتين بين ذرتين كربون، مما يؤدي إلى نقص ذرتين من الهيدروجين. أمثلة الألكينات تشمل: إيثين، بروبين، بيوتين، بنتين، هكسين، هبتين، وأوكتين.
- الألكاينات (أسيتيلينات) CnH2n-2: تشير هذه الصيغة إلى نقص أربع ذرات من الهيدروجين، مما يؤدي إلى تكوين رابطة ثلاثية بين ذرتي الكربون. من أمثلة الألكاينات: إيثاين، بروباين، بيوتاين، بنتاين، هكساين، هبتاين، وأوكتاين. يمكن تحويل الهيدروكربونات غير المشبعة إلى مشبعة من خلال تفاعلات إضافة ذرات كربون أو عناصر أخرى من الهالوجينات.
أهمية الهيدروكربونات
تعتبر الهيدروكربونات مصادر رئيسية للطاقة التي يعتمد عليها الإنسان. البند الأول بينها هو البنزين، وهو أحد مشتقات البترول ويستخدم كوقود للعديد من وسائل النقل، وصيغته الجزيئية هي C6H6. بالإضافة إلى ذلك، يعد الميثان غاز الطهي والتدفئة، وهو من الألكينات وصيغته الجزيئية هي CH4. كما تُعد بقية مشتقات البترول هيدروكربونات، بالإضافة إلى الغاز الطبيعي الذي يوجد في باطن الأرض، والفحم الحجري الذي كان له تأثير كبير على الثورة الصناعية. لقد ساهمت هذه المواد في توصيل البشرية إلى الفضاء حيث استُخدم الوقود للمركبات الفضائية، إضافةً إلى استخدامها في صناعة اللدائن والشموع وغيرها.