Een koolwaterstof is een soort chemische verbinding. Ze bestaan uitsluitend uit waterstof- en koolstofatomen. Ze komen voor in ruwe olie en worden gescheiden door gefractioneerde destillatie (wat betekent dat ze in verschillende groepen worden gescheiden). De waterstof en koolstof zijn gebonden met niet-polaire covalente bindingen. Door het ontbreken van polaire covalente bindingen kunnen koolwaterstoffen geen waterstofverbindingen met water aangaan en zijn ze hydrofoob.
Koolwaterstof
Koolwaterstof "families"
Koolwaterstoffen worden gegroepeerd in "families" of "homologe reeksen". Er zijn vijf hoofdfamilies. De koolwaterstoffen in elke familie hebben een algemene formule en vergelijkbare chemische eigenschappen, en vergelijkbare trends in fysische eigenschappen. Dit systeem werd in 1892 goedgekeurd door het Internationaal Congres van Chemici, bijeen in Genève.
Alkanen
Alkanen zijn de eenvoudigste koolwaterstoffen. Hun algemene formule is Cn H2n+2 .
| Alkaan Naam | Formule |
| Methaan | CH 4 |
| Ethaan | C2 H 6 |
| Propaan | C3 H 8 |
| Butaan | C4 H 10 |
| Pentaan | C5 H 12 |
| Hexaan | C6 H 14 |
| Heptaan | C7 H 16 |
| Octaan | C8 H 18 |
| Nonane | C9 H 20 |
| Decaan | C10 H 22 |
Alkenen
Alkenen lijken op alkanen. Het belangrijkste verschil is dat alkenen een dubbele koolstofverbinding hebben. De algemene formule voor de alkenen is Cn H2n .
| Alkene Naam | Formule |
| Ethene | C2 H 4 |
| Propeen | C3 H 6 |
| Buteen | C4 H 8 |
| Pentene | C5 H 10 |
| Hexen | C6 H 12 |
| Heptene | C7 H 14 |
| Octene | C8 H 16 |
| Nonene | C9 H 18 |
| Decene | C10 H 20 |
Merk op dat er geen "methaan" bestaat. Metheen is niet mogelijk, omdat alkenen een dubbele koolstof-koolstofbinding nodig hebben en methaan slechts één koolstofatoom heeft.
Alkynes
Alkynen hebben een drievoudige koolstofverbinding. Cn H2n-2 is hun algemene formule.
| Alkyne naam | Formule |
| Ethyne (Acetyleen) | C2 H 2 |
| Propyne | C3 H 4 |
| Butyne | C4 H 6 |
| Pentyne | C5 H 8 |
| Hexyne | C6 H 10 |
| Heptyne | C7 H 12 |
| Octyne | C8 H 14 |
| Nonyne | C9 H 16 |
| Decyne | C10 H 18 |
"Methyne" bestaat niet vanwege het ene koolstofatoom van methaan.
Cycloalkanen
Cycloalkanen zijn isomeren van alkenen. Zij hebben dezelfde algemene formule (Cn H2n ), het enige verschil is dat zij geen dubbele koolstofbinding hebben.
| Cycloalkaan Naam | Formule |
| Cyclopropaan | C3 H 6 |
| Cyclobutaan | C4 H 8 |
| Cyclopentaan | C5 H 10 |
| Cyclohexaan | C6 H 12 |
| Cycloheptaan | C7 H 14 |
| Cycloctaan | C8 H 16 |
| Cyclononaan | C9 H 18 |
| Cyclodecaan | C10 H 20 |
Merk op dat het alkeen Etheen geen cycloalkaan heeft, omdat het alleen een rechte lijn kan vormen.
Alkadieen
Alkadiënen hebben twee dubbele koolstofverbindingen. Hun algemene formule is Cn H2n-2 . Het zijn isomeren van Alkynen.
Op soortgelijke wijze kunnen er ook alkatrienen (drie koolstof-koolstofverbindingen) en andere vormen bestaan. De veelzijdige aard van de chemie van Koolstof maakt een bijna oneindig aantal configuraties en verbindingen mogelijk.
Aromatische koolwaterstoffen
Aromatische koolwaterstoffen zijn aromatische organische moleculen die platte ringvormige bindingen vormen. De eenvoudigste aromatische koolwaterstoffen zijn benzeen en indool. Zij kunnen één ring hebben, heterocyclisch, zoals benzeen of twee ringen, bicyclisch zoals naftaleen (hoofdbestanddeel van mottenballen) of vele ringen, polycyclisch zoals antraceen (rode kleurstof). Hun algemene formule is Cn H2n-6 , waarbij n een getal groter dan of gelijk aan 6 is.
Vragen en antwoorden
V: Wat is een koolwaterstof?
A: Een koolwaterstof is een chemische verbinding van waterstof- en koolstofatomen.
V: Waar komen koolwaterstoffen voor?
A: Koolwaterstoffen komen voor in ruwe olie en andere bronnen.
V: Hoe worden koolwaterstoffen gescheiden?
A: Koolwaterstoffen worden gescheiden door gefractioneerde destillatie, waardoor ze in verschillende groepen worden gescheiden.
V: Welk type bindingen worden gevormd tussen waterstof en koolstof in koolwaterstoffen?
A: Waterstof en koolstof worden in koolwaterstoffen gebonden met niet-polaire covalente bindingen.
V: Waarom zijn koolwaterstoffen hydrofoob?
A: Koolwaterstoffen zijn hydrofoob omdat ze geen waterstofbruggen met water kunnen maken.
V: Kunnen koolwaterstoffen waterstofbruggen met water maken?
A: Nee, koolwaterstoffen kunnen geen waterstofbruggen met water maken.
V: Waarin verschillen koolwaterstoffen van andere chemische verbindingen?
A: Koolwaterstoffen zijn uniek omdat ze alleen uit waterstof- en koolstofatomen bestaan en geen waterstofbruggen met water kunnen vormen omdat ze geen polaire covalente bindingen hebben.