Węglowodory alifatyczne to węglowodory posiadające podstawowe właściwości związków alifatycznych. Składają się wyłącznie z pierwiastków węgla i wodoru, a ich nazwa pochodzi od ich początkowej ekstrakcji z tłuszczów.
Podstawowe cechy i klasyfikacja
Charakterystyka strukturalna: Atomy węgla są ułożone w łańcuchy proste, rozgałęzione lub pierścienie (węglowodory alicykliczne). Szkielet węglowy ma charakter łańcuchowy-lub cykliczny i ma właściwości podobne do węglowodorów łańcuchowych, co odróżnia je od węglowodorów aromatycznych.
Typowe klasyfikacje: Klasyfikacja według rodzaju wiązania chemicznego między atomami węgla:
Alkany (nasycone węglowodory alifatyczne): zawierają tylko pojedyncze wiązania węgla-węgla, wzór ogólny:
CnH2n + 2CnH2n+2
Alkeny (nienasycone węglowodory alifatyczne): zawierają podwójne wiązania węgiel-węgiel, wzór ogólny:
CnH2nCnH2n
Alkiny (nienasycone węglowodory alifatyczne): zawierają potrójne wiązania węgla-węgla, wzór ogólny:
CnH2n−2CnH2n−2
Właściwości fizyczne:
Stan zmienia się w zależności od liczby atomów węgla: 1-4 atomów węgla to na ogół gaz, 5-16 to ciecz, a 17 i więcej to ciała stałe (z wyjątkiem neopentanu, który jest gazem);
Gęstość jest mniejsza niż woda; Temperatury topnienia i wrzenia stopniowo rosną wraz z liczbą atomów węgla; w izomerach, im bardziej rozgałęziony łańcuch, tym niższe temperatury topnienia i wrzenia.
Właściwości chemiczne:
Alkany: ulegają głównie reakcjom podstawienia i-reakcjom krakingu w wysokiej temperaturze;
Alkeny/Alkiny: reaktywne chemicznie, zdolne do reakcji addycji, reakcji polimeryzacji, reakcji utleniania, reakcji podstawienia itp., spośród których addycja i polimeryzacja są najczęściej stosowanymi reakcjami w przemyśle.
Źródła i zastosowania:
Węglowodory alifatyczne pochodzą głównie z ropy naftowej, gazu ziemnego i węgla. Niskowęglowe węglowodory alifatyczne C1-C5 są podstawowymi surowcami w przemyśle petrochemicznym. Etylen, propylen i sprzężone olefiny C4/C5 są najczęściej stosowane w przemyśle.