Gli idrocarburi alifatici sono idrocarburi che possiedono le proprietà di base dei composti alifatici. Sono composti solo da elementi di carbonio e idrogeno e prendono il nome dalla loro estrazione iniziale dai grassi.
Caratteristiche principali e classificazione
Caratteristiche strutturali: gli atomi di carbonio sono disposti in catene diritte, catene ramificate o anelli (idrocarburi aliciclici). Lo scheletro del carbonio è a catena-o ciclico con proprietà simili agli idrocarburi a catena, distinguendoli dagli idrocarburi aromatici.
Classificazioni comuni: classificati in base al tipo di legame chimico tra gli atomi di carbonio:
Alcani (idrocarburi alifatici saturi): contengono solo legami singoli di carbonio-carbonio, formula generale:
CnH2n + 2CnH2n+2
Alcheni (idrocarburi alifatici insaturi): contengono doppi legami carbonio-carbonio, formula generale:
CnH2nCnH2n
Alchini (idrocarburi alifatici insaturi): contengono tripli legami carbonio-carbonio, formula generale:
CnH2n−2CnH2n−2
Proprietà fisiche:
Lo stato varia con il numero di atomi di carbonio: 1-4 atomi di carbonio sono generalmente gassosi, 5-16 sono liquidi e 17 e oltre sono solidi (ad eccezione del neopentano, che è gassoso);
La densità è inferiore a quella dell'acqua; I punti di fusione e di ebollizione aumentano gradualmente con il numero di atomi di carbonio; negli isomeri, più la catena è ramificata, più bassi sono i punti di fusione e di ebollizione.
Proprietà chimiche:
Alcani: subiscono principalmente reazioni di sostituzione e reazioni di cracking ad alta-temperatura;
Alcheni/Alchini: chimicamente reattivi, capaci di reazioni di addizione, reazioni di polimerizzazione, reazioni di ossidazione, reazioni di sostituzione, ecc., tra cui l'addizione e la polimerizzazione sono le reazioni più comunemente utilizzate nell'industria.
Fonti e usi:
Gli idrocarburi alifatici derivano principalmente dal petrolio, dal gas naturale e dal carbone. Gli idrocarburi alifatici a basso contenuto di carbonio C1-C5 sono le materie prime di base per i prodotti petrolchimici. Le olefine coniugate di etilene, propilene e C4/C5 sono le più utilizzate nell'industria.