As cadeias carbônicas têm como principal característica a possibilidade de se unirem realizando estruturas a partir de átomos de carbono e hidrogênio, ou seja, hidrocarbonetos, que originam uma infinidade de compostos orgânicos diferentes.
Apesar de ser mais comuns que essas cadeias aconteçam com as moléculas de carbono, elas também podem fazer interações com outros elementos químicos, desde que esses mesmos elementos estejam entre os átomos de carbono.
Dentre os elementos mais constantes nos encadeamentos carbônicos estão O, N, S, P, chamados de heteroátomos.
Importante! Os átomos de hidrogênio e os halogênios também podem fazer parte do grupo de compostos orgânicos, entretanto, como são tipos de átomos monovalentes, ou seja, possuem valência referente a um (1), integram somente as moléculas, mas não fazem parte da cadeia carbônica.
As cadeias carbônicas são geralmente representadas em bastão, indicando cada tipo de ligação entre as moléculas de carbonos por traços (—) e cada carbono é representado nas cadeias em um ponto ou nas extremidades de cada traço.
Uma cadeia carbônica é, portanto, o agrupamento de todos os átomos de carbono e de todos os heteroátomos que formam a molécula de qualquer composto orgânico originado.
Há também uma outra representação das cadeias que envolvem o carbono, indicando a quantidade de átomos de hidrogênio e carbono que fazem parte da estrutura.
A representação é demonstrada na molécula a seguir:
Cadeias carbônicas: classificação
A classificação dessas estruturas ocorre de diversas maneiras. Alguns aspectos são considerados para fins de classificação e organização de cada uma das cadeias.
Quanto à organização dos átomos de carbono
Cadeia aberta, alifática ou acíclica: essas cadeias são compostas por, no mínimo, duas extremidades e não há presença de ciclos.
–> O vídeo mostra as principais características das cadeias de carbono abertas. Acompanhe!
Cadeia fechada ou cíclica: essas cadeias não possuem extremidades e os átomos se fecham, pelo menos, em um dos ciclos.
Excepcionalmente, no caso das cadeias fechadas ou também chamadas de cíclicas, elas possuem uma subdivisão em aromáticas e não aromáticas.
Cadeias aromáticas: a principal característica que as diferenciam das demais é que possuem, no mínimo, um anel aromático e fazem duplas ligações alternadas, podendo ser ramificadas ou não. Sem obrigatoriedade nesse aspecto.
Essas cadeias aromáticas podem também ser mais uma vez divididas em mononucleares, possuindo apenas um núcleo, ou polinucleares, a partir de dois núcleos.
As polinucleares possuem também uma classificação peculiar. Podem ser isoladas, com núcleos sem capacidade de compartilhar átomos ou condensadas, aquelas que possuem núcleos que compartilham átomos.
Cadeias não aromáticas ou alicíclicas: possuem apenas uma cadeia fechada, sem as duplas ligações alternadas.
Cadeia normal ou linear: esse tipo de cadeia não possui nenhum tipo de ramificação e possui apenas duas extremidades.
Cadeia ramificada: por apresentarem algumas ramificações, também apresentam extremidades, no mínimo três delas.
–>No vídeo a seguir, são as cadeias carbônicas fechadas que têm destaque na explicação. Observe!
Quanto ao tipo de ligação entre os átomos de carbono
Cadeia saturada: apresenta apenas ligações simples em sua estrutura.
Cadeia insaturada: sempre apresentam, no mínimo, uma ligação dupla ou ligação tripla em sua cadeia.
Quanto à natureza dos átomos que compõem a cadeia
Cadeia homogênea: possuem apenas átomos de carbono ao longo da cadeia
Cadeia heterogênea: além dos átomos de carbono, também apresentam átomos de outros elementos ao longo da cadeia, os heteroátomos.
Em casos excepcionais, as cadeias podem ser abertas e fechadas ao mesmo tempo, por causa de algum tipo de ramificação. Nesses casos são chamadas de cadeias mistas.
Saiba um pouco sobre hidrocarbonetos
Os hidrocarbonetos são moléculas de elementos que possuem em sua composição apenas átomos de carbono e hidrogênio, os mesmos que formam as cadeias carbônicas, de modo geral.
São formados por espécies de esqueletos de átomos de carbonos, em que os átomos de hidrogênio se aglomeram. Nesta classificação de compostos fazem parte os alcanos, alcenos, alcinos, alcadienos, cicloalcenos, cicloalcanos, além das moléculas aromáticas.
Os hidrocarbonetos são vastamente utilizados na produção energética, considerando que a principal matéria-prima, ainda nos dias atuais, é o petróleo, um combustível fóssil utilizado em muitas usinas petroquímicas.
O petróleo, por sua vez, é constituído de hidrocarbonetos e impurezas comuns extraídas dos próprios poços de extração.
Uma característica geral destes compostos é a reação química de combustão que eles realizam, resultando em gás carbônico (CO2), H2O e energia, sendo esta ainda reaproveitada para a realização de possíveis trabalhos mecânicos.
Em uma equação química expressa a seguir (não balanceada), pode-se verificar a combustão dos hidrocarbonetos.
CxHy + O2 ⇌ CO2 + H2O + energia