Hidrocarburos Saturados
¿Cuáles son las características de los hidrocarburos saturados?
 
Los hidrocarburos son compuestos formados exclusivamente por carbono e hidrógeno. Se suele usar la fórmula estructural semidesarrollada, en la que se representan los enlaces entre carbonos, pero no los de estos con los hidrógenos.
Dentro de los hidrocarburos se habla de varios tipos de ellos:
Hidrocarburos saturados o alcanos: sólo tienen enlaces simples.
Hidrocarburos insaturados: se distinguen entre alquenos (con dobles enlaces) y alquinos (con triples enlaces).
Hidrocarburos cíclicos: o hidrocarburos de cadena cerrada. Un tipo especial de ellos son los hidrocarburos aromáticos o hidrocarburos derivados del benceno.
Alcanos
Ya hemos dicho que se llama así a aquellos hidrocarburos que sólo contienen enlaces simples. Se nombran anteponiendo un prefijo griego, que indica el número de átomos de carbono a la terminación -ano. Los primeros de la serie son: (Los siguientes llevan por nombre pentano, hexano y heptano, octano, nonano y decano).
Metano: CH4
Etano: CH3-CH3
Propano: CH3-CH2-CH3
Butano: CH3-CH2-CH2-CH3
Ø Funcionamiento del visor "Chime" para las moléculas activas en 3D:
Puedes girar la molécula arrastrando mientras pulsas el botón izquierdo del ratón, y ampliarla arrastrando mientras mantienes presionado el botón izquierdo del ratón y pulsas al mismo tiempo la tecla  de mayúsculas.
Al pulsar con el botón derecho del ratón sobre cada molécula activa se abre un menú desplegable. Verás que la opción “Rotacion” está activada, pica sobre ella y desactívala de manera que la molécula quede estática.
Para calcular las distancias de enlace entre átomos de carbono contiguos, deberás ir abriendo sucesivos menús. Con el menú desplegado, pulsa "Select" y, a continuación, en  "Mouse-Click-Actión" pica en "Distance". Ahora, pica en la molécula, en los dos átomos enlazados. La distancia, medida en angstroms,  aparece en la barra inferior del explorador, ubicada en la parte inferior de la pantalla.
 La opción "Select mouse" - "Click actión" , seleccionando "Angle" nos permite medir ángulos de enlace.
Ø Si no visualizas las moléculas activas en 3D, necesitas descargar el plug-in: Chime.

Bajo estas líneas tienes el dibujo y la simulación de la molécula de butano. Como puedes apreciar, aunque estas cadenas carbonadas se denominan lineales, la realidad es que tienen un trazado en zig-zag. Además, se extienden en las tres dimensiones del espacio.

 
 

También existen en la Naturaleza hidrocarburos ramificados. Se nombran dando a los sustituyentes el nombre del prefijo numérico griego, correspondiente al número de carbonos,  acabado en -il, seguido por el nombre de la cadena principal. A modo de ejemplo tienes, el metilpropano, y el metilbutano.

 
 
Las cadenas ramificadas dan lugar a la isomería de cadena. Consiste en que dos compuestos tienen exactamente el mismo número y tipo de átomos, y sin embargo, tienen propiedades físicas y químicas distintas, debido a que su fórmula estructural es distinta. Un ejemplo lo constituyen el metilpropano y el butano. Ambos tienen la fórmula molecular C4H10. Se dice entonces que los dos compuestos son isómeros.
 

  Si  no visualizas las moléculas activas en 3D, necesitas descargar el plug-in: Chime
Adaptación Didáctica: Grupo Lentiscal de Didáctica de la Física y Química
 
 

Actividades:

1. Escribe la formula semidesarrollada del butano y escribe y nombra  un isómero  del mismo.

2. Selecciona sucesivamente la molécula activa en 3D del butano. Al pulsar con el botón derecho del ratón sobre cada molécula activa se abre un menú desplegable. Verás que la opción “Rotacion” está activada, pica sobre ella y desactívala de manera que la molécula quede estática. Calcula las distancias de enlace entre átomos de carbono contiguos. Para ello, deberás ir abriendo sucesivos menús. Con el menú desplegado, pulsa "Select" y, a continuación, en  "Mouse-Click-Actión" pica en "Distance". Ahora, pica en la molécula, los dos átomos enlazados. La distancia, medida en angstroms,  aparece en la barra inferior del explorador, ubicada en la parte inferior de la pantalla. Anótala y repite el procedimiento para medir la longitud del enlace entre átomos de carbono e hidrógeno. Recoge los resultados obtenidos en una tabla y realiza un análisis comparativo de los mismos. 

3. Utiliza ahora la simulación de la molécula activa en 3 D  para calcular los ángulos de enlace C-H-C de la molécula de butano 

4. Selecciona la molécula activa en 3D de metilpropano y calcula las distancias y ángulos de enlace entre los diferentes átomos. Recoge los datos obtenidos en una tabla.

5. Escribe la formula semidesarollada del metilbutano y escribe y nombra los isómeros del mismo. Escribe en una tabla las distancias de enlace y los ángulos de enlace existentes en la molécula de metilbutano.

6. Indica el nombre y la fórmula molecular del siguiente hidrocarburo saturado. Describe la estructura y la geometría de la molécula. Recoge en una tabla las longitudes de enlace entre los diferentes átomos, sus ángulos de enlace, así como el tipo de hibridación que presentan cada uno de los átomos de carbono, que justifican la geometría de la molécula.

7. Estudia la molécula activa en 3D del etano. Activa la animación, pulsando encima de la molécula con el botón derecho del ratón y seleccionando la opción "Animation". Describe la libre rotación del enlace carbono-carbono, indicando las dos conformaciones extremas eclipsada y alternada. Realiza un dibujo de los dos confórmeros e indica cuál es más estable.  

6. Indica el nombre y la fórmula molecular del siguiente hidrocarburo saturado. Describe la estructura y la geometría de la molécula. Recoge en una tabla las longitudes de enlace entre los diferentes átomos, sus ángulos de enlace, así como el tipo de hibridación que presentan cada uno de los átomos de carbono, que justifican la geometría de la molécula.