# Πετρέλαιο

## Εισαγωγή - Γενικά

«Υδρογονάνθρακες» ονομάζονται οι οργανικές ενώσεις, που περιέχουν μόνο υδρογόνο (H) και άνθρακα (C). Έχουν γενικό χημικό τύπο CxHy. Οι μονοσθενείς ρίζες, που προκύκπτουν από ένα μόριο υδρογονάνθρακα αν του αφαιρέσουμε ένα άτομο υδρογόνου, έχουν γενικό τύπο CxHy-1 και ονομάζονται «υδροκαρβύλια». Τα αλκάνια, τα αλκένια, τα αλκίνια, τα αλκαδιένια, τα κυκλοαλκάνια και οι αρωματικοί υδρογονάνθρακες είναι μερικοί διαφορετικοί τύποι υδρογονανθράκων.

Η πλειονότητα των υδρογονανθράκων που χρησιμοποιείται, από τους ανθρώπους στη Γη, βρίσκεται στα φυσικά αποθέματα αργού πετρελαίου και φυσικού αερίου, όπου περιέχεται ένα μίγμα διαφόρων υδρογονανθράκων (και όχι μόνο), που προέρχονται από την αποσύνθεση και ανασχηματισμό οργανικής ύλης που θάβεται στο υπέδαφος για χιλιετίες. Μόνο τα άτομα άνθρακα και υδρογόνου, με τις φαινομενικά απεριόριστες δυνατότητες σύνδεσής τους, αρκούν για να σχηματίσουν φαινομενικά επίσης απεριόριστες ενώσεις.

### Γενικές ιδιότητες

Εξαιτίας των διαφορών στη μοριακή τους δομή, ο εμπειρικός τύπος των υδρογονανθράκων παραμένει διαφορετικός ανάμεσά τους: Στους υδρογονάνθρακες «ευθείας αλυσίδας» ή «γραμμικούς», από τα αλκάνια, στα αλκένια, και στα αλκίνια ο σχετικός αριθμός των δεσμών με άτομα υδρογόνου μειώνεται, εξαιτίας των επιπλέων (διπλών ή τριπλών) δεσμών μεταξύ ατόμων άνθρακα.

Γενικά, αυτή η ικανότητα των ατόμων άνθρακα να συνδέονται μεταξύ τους σε διαφόρων ειδών ανθρακαλυσίδων, ικανότητα που αναφέρεται με τον όρο αλυσοποίηση, επιτρέπει το σχηματισμό και πολύπλοκων συστημάτων, όπως π.χ. του κυκλοεξανίου και του βενζολίου. Οι δεσμοί C-C είναι τελείως μη πολικοί και η δημιουργία τους δεν έχει ως συνέπεια το σχηματισμό ηλεκτρονιόφιλου ή πυρηνόφιλου κέντρου.

Όπως ορίζεται από την IUPAC η κατηγοριοποίηση των υδρογονανθρακών γίνεται σε:

Κορεσμένους Υδρογονάνθρακες. Είναι η πιο απλή μορφή υδρογονανθρακών. Έχουν μόνο απλούς δεσμούς και οι άνθρακες ενώνονται με υδρογόνα. Ο μοριακός τους τύπος είναι ο CnH2n+2. Και ο γενικότερος τύπος τους είναι CnH2n+2(1-r), όπου r είναι ο αριθμός των δακτυλίων. Ακόρεστους Υδρογονάνθρακες. Διαθέτουν έναν ή και περισσότερους διπλούς ή και τριπλούς δεσμούς ανάμεσα στα άτομα του άνθρακα. Αυτοί με τον διπλό δεσμό ονομάζονται αλκένια με Γενικό τύπο CnH2n ενώ αυτοί που περιέχουν τριπλούς δεσμούς ονομάζονται αλκίνια (CnH2n−2). Αρωματικούς Υδρογονάνθρακες. Είναι οι υδρογονάνθρακες που διαθέτουν τουλάχιστον ένα δακτύλιο.

## Κορεσμένοι Υδρογονάνθρακες

Γενικά στη Χημεία ως κορεσμένη ένωση ονομάζεται η οργανική ένωση εκείνη που περιέχει μόνο απλούς δεσμούς μεταξύ των ατόμων του άνθρακα (μοριακά τροχιακά σ: sp³-sp³), σε αντίθεση με την ακόρεστη ένωση που περιέχει τουλάχιστον ένα πολλαπλό δεσμό των ατόμων του άνθρακα. Τέτοιες για παράδειγμα ενώσεις είναι οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες. Οι κορεσμένοι υδρογονάνθρακες ανήκουν στα ακόλουθα υποσύνολα υδρογονανθράκων: Αλκάνια: Κορεσμένοι αλειφατικοί υδρογονάνθρακες με γενικό τύπο CvH2v+2, όπου v μη μηδενικός φυσικός αριθμός, που παριστάνει τον αριθμό ατόμων άνθρακα. Κυκλοαλκάνια: Κορεσμένοι ισοκυκλικοί υδρογονάνθρακες. Τα κυκλοαλκάνια, έχουν γενικό τύπο CvH2v+2-2δ, όπου v φυσικός αριθμός > 2, που παριστάνει τον αριθμό ατόμων άνθρακα και δ μη μηδενικός φυσικός αριθμός, που παριστάνει τον αριθμό των δακτυλίων.

## Ακόρεστοι Υδρογονάνθρακες

Οι ακόρεστες ενώσεις είναι οργανικές ενώσεις που η μοριακή τους δομή περιέχει έναν τουλάχιστον πολλαπλό δεσμό, δηλαδή διπλό ή τριπλό, μεταξύ ατόμων του άνθρακα. Περιέχουν έναν (1) τουλάχιστον π-δεσμό C-C. Παραδείγματα ακόρεστων ενώσεων αποτελούν τα ακόρεστα λιπαρά οξέα και οι ακόρεστοι υδρογονάνθρακες, όπως τα αλκένια και τα αλκίνια. Πάρα πολλά φυσικά προϊόντα αποτελούνται από ακόρεστες ενώσεις. Ο όρος «ακόρεστες ενώσεις», αρχικά αναφερόταν ειδικά στους ακόρεστους υδρογονάνθρακες. Ειδικότερα, αναφέρονταν στην ικανότητά τους να δίνουν τυπικές και χαρακτηριστικές αντιδράσεις προσθήκης, σε αντίθεση με τα κορεσμένα αλκάνια. Για παράδειγμα, το 2-βουτίνιο μπορεί να υδρογονωθεί σε 2-βουτένιο, που με τη σειρά του μπορεί να υδροχλωριωθεί σε 2-χλωροβουτάνιο: Εδώ ακριβώς, όμως, οι τυπικά ακόρεστες αρωματικές ενώσεις διαφέρουν από τις υπόλοιπες ακόρεστες ενώσεις: Εξαιτίας της υψηλής σταθερότητας του αρωματικού τους συστήματος, οι αρωματικές ενώσεις δε δίνουν αντιδράσεις προσθήκης, παρά μόνο κάτω από ακραίες συνθήκες, όπως σε υψηλή θερμοκρασία ή υπό υψηλή πίεση. Αντίθετα, δίνουν αντιδράσεις υποκατάστασης, που είναι χαρακτηριστικές για τις κορεσμένες ενώσεις. Αντίθετα, ορισμένες τυπικά κορεσμένες ενώσεις, όπως τα κυκλοπροπάνια, δίνουν, υπό προϋποθέσεις έστω, αντιδράσεις προσθήκης με διάνοιξη του δακτυλίου τους, που θυμίζουν συμπεριφορά ακόρεστων ενώσεων. Ωστόσο, γενικά οι ακόρεστες ενώσεις είναι πολύ πιο δραστικές σε σύγκριση με αντίστοιχες κορεσμένες. Τα τριγλυκερίδια ελαίων, όπως το κραμβέλαιο, το λινέλαιο ή το ελαιόλαδο, με υψηλό ποσοστό συμμετοχής ακόρεστων λιπαρών οξέων, ταγγίζουν πολύ ταχύτερα σε σύγκριση με τα τριγλυκερίδια με υψηλό ποσοστό συμμετοχής κορεσμένων λιπαρών οξέων, όπως για παράδειγμα το λίπος καρύδας.