Hydrocarbon   탄화 수소

1. 탄화 수소 (Hydrocarbon)

  ㅇ 탄소와 수소 만의 공유결합으로 구성된, 
     - 비교적 단순한 형태의 유기 화합물

  ㅇ 이로부터, 유기 화합물의 골격이 만들어짐
     - 탄소 C-C 결합이 기본 골격을 이루고, 
     - 수소 H 가 그 주변에 있고, 
     - 이들이 마치 사슬 또는 고리 형태로 연결되어, 유기 화합물의 골격을 이루며,
     - 이에 작용기가 반응하면서, 수많은 유기화합물들이 나타남 


2. 탄화수소 및 그 유도체

  ㅇ 탄화수소 체 (Hydrocarbon)
     - 단지 탄소(C)와 수소(H) 만으로 이루어진 공유결합 화합물
        . 탄소 뼈대(사슬형 또는 고리형)에 수소 원자들 만 부착된 가장 단순한 유기화합물

  ㅇ 탄화수소 유도체 (Hydrocarbon Derivative)
     - 탄화수소의 수소 원자(H)가 다른 원자 또는 원자단(치환기)으로 치환된 화합물
        . 수소 원자 대신 치환된 원자단(치환기)에 따라 그 성질이 결정됨

  ※ 거의 모든 유기화합물은, 이런 단순한 탄화수소 체들로부터 유도됨


3. 탄화 수소의 특징

  ㅇ 유기 화합물의 골격  :  탄소 뼈대 주위에 수소가 결합됨으로써, 유기 화합물의 골격을 만듬
  ㅇ 작용기 역할  :  탄화 수소 골격에 결합하는 작용기가, 유기화합물 분자의 성질을 결정하게 됨
  ㅇ 연소 반응  :  즉, 태우면, 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)이 생김
  ㅇ 분자 간 인력 약함  :  기화되기 쉬운 액체 (낮은 끓는점, 낮은 녹는점) 


4. 탄화 수소의 형태 구분

  ㅇ 탄화수소 화합물은, (탄소가 연결되는 방법에 주목)
     - 뼈대 구조에 따라, 사슬 모양(비 고리형)과 고리 모양으로 나누거나,
     - 포화 여부에 따라, 포화 탄화수소와 불포화 탄화수소로 나눌 수 있음


5. 탄화 수소의 형태 (뼈대로 구분)

    

  ㅇ 지방족 탄화수소 (Aliphatic Hydrocarbon)
     * (지방족 탄화수소에서, 탄소 원자들의 연결 유형)
        . (사슬형 또는 비 벤젠 고리형)
           .. 탄소 원자들이, 사슬로 연결되어 있음 (사슬형)
           .. 벤젠 고리가 아닌 다른 고리 형태로 연결되어 있음 (고리형)
        . (포화 또는 불포화)
           .. 포화 : 단일 결합 만  (CnH2n+2)
           .. 불포화 : 이중 결합, 삼중 결합  (CnH2n)

     * (지방족 탄화수소에서, 3 종류의 부분군 유형)
     - 알칸/알케인 (Alkane) 계  :  사슬형 포화 탄화수소
        . `단일 결합` 만을 갖는 탄화 수소 (포화 결합)
           .. 오직 C-C 파이 결합 만 갖고, 작용기가 없음
        . 일반식 : CnH2n+2
        . 例) 메테인/메탄 (CH4), 에테인 (C2H6), 프로페인(C3H8), 부테인 (C4H10), 펜테인(C5H12)
        . 명칭 : 어미가 `~에인`

     - 알켄 (Alkene) 계  :  고리형 불포화 탄화수소
        . 1 이상의 `이중 결합`을 갖는 탄화수소 (불포화 결합)
           .. C-C 이중 결합을 작용기로 갖음
        . 일반식 : CnH2n
        . 例) 에텐(ethene)/에틸렌(ethylene) (C2H4), 헥센(C6H12)
        . 명칭 : 어미가 `~엔`

     - 알킨/알카인 (Alkyne) 계  :  사슬형 불포화 탄화수소
        . 1 이상의 `삼중 결합`을 갖는 탄화수소 (불포화 결합)
           .. C-C 삼중 결합을 작용기로 갖음
        . 일반식 : CnH2n-2
        . 例) 에틴(ethyne)/에타인/아세틸렌(acetylene) (C2H2), 펜틴(C5H8), 노닌(C9H16)
        . 명칭 : 어미가 `~ㄴ`

  ㅇ 방향족 탄화수소 (Aromatic Hydrocarbon)
     - 고리형 불포화 탄화수소
        . 특수한 벤젠 고리 구조를 갖음
           .. 이중 결합의 콘쥬게이션에 의해, 추가적인 안정성(벤젠 고리)을 갖게됨 
        . 例) 벤젠(,C6H6) 및 벤젠 유도체 등

     - 고리형 포화 탄화수소
        . 사슬식 구조의 곁사슬을 갖는 포화 탄화수소
        . 例) 사이클로 알케인(CnH2n), 사이클로 프로페인(C3H6) 등


6. 탄화수소의 형태 (포화 여부로 구분)  :  단일결합 (포화결합), 이중결합/삼중결합 (불포화결합)

   
        
  ㅇ 포화 탄화수소 (Saturated Hydrocarbon)
     - 탄소의 모든 결합이 단일 공유결합 (포화결합)을 갖는 분자 형태
        . 즉, 탄소 원자가 다른 4개 원자와 모두 단일 결합을 이루므로, 이를 포화되었다고 함
     - 例) 알칸/알케인(Alkane), 사이클로 알칸(Cyclo alkane)

  ㅇ 불포화 탄화수소 (Unsaturated Hydrocarbon)
     - 탄소가 불포화 결합을 갖는 분자 형태
        . 이중결합, 삼중결합, 콘쥬게이션 이중결합(방향족 화합물 포함)
        . 즉, 탄소 원자 간에 결합하지 못한 가전자가 있어서, 
              이들이 수소 원자 등과 결합하기 쉬우므로, 이를 불포화되었다고 함
     - 例) 알켄(Alkene)의 이중결합, 알킨(Alkyne)의 삼중결합 등
     - 한편, 다중 결합 중인 탄소 원자들은, 수소 원자 등의 첨가 반응이 가능
        . C-C σ 결합 (단일결합) 보다 약한 π 결합이 깨어져, 새로운 σ 결합이 형성됨

  ※ 단일 결합 (포화 결합), 이중 결합/삼중 결합 (불포화 결합)
     
     - 메탄 (CH4) : 단일 공유결합  
     - 에틸렌 (C2H4) : 단일 및 이중 공유결합  
     - 아세틸렌 (C2H2) : 삼중 공유결합  


7. [참고사항]

  ㅇ 알콜,유기산,탄수화물 등 : 탄화수소에 산소가 결합한 것
  ㅇ 유기산 (organic acid) : 산성을 띠는 유기화합물의 총칭
     - 대표적인 유기산 : 카르복실기(-COOH)와 술폰기(-SOH)가 들어 있는 유기화합물
        . 아세트산,뷰티르산,팔미트산,옥살산,타타르산 등