สารประกอบไฮโดรคาร์บอน

ในเคมีอินทรีย์ ไฮโดรคาร์บอน (อังกฤษ: hydrocarbon) เป็นสารประกอบอินทรีย์ซึ่งประกอบขึ้นจากไฮโดรเจนและคาร์บอนทั้งหมด ไฮโดรคาร์บอนที่อะตอมไฮโดรเจนหนึ่งอะตอมถูกนำออกเป็นหมู่ฟังก์ชัน เรียก ไฮโดรคาร์บิล ไฮโดรคาร์บอนชนิดต่าง ๆ เช่น (อะรีน) อัลเคน อัลคีน ไซโคลอัลเคนและ

ไฮโดรคาร์บอนส่วนใหญ่ที่พบบนโลกเกิดตามธรรมชาติในน้ำมันดิบ ซึ่งสสารอินทรีย์ที่ย่อยสลายให้คาร์บอนและไฮโดรเจนปริมาณมากซึ่งเมื่อสร้างพันธะสามารถเรียงต่อกันเพื่อสร้างสายที่ดูไม่มีที่สิ้นสุด

ประเภทของไฮโดรคาร์บอน

ไฮโดรคาร์บอนมีอยู่ 3 ประเภทหลัก ๆ ได้แก่
1. อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (aromatic hydrocarbon) เป็นไฮโดรคาร์บอนที่มีวงแหวนอะโรมาติคอย่างน้อยหนึ่งวง
2. ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (saturated hydrocarbon) หรือแอลเคน (alkane) ไม่มีพันธะคู่, พันธะคู่สาม หรือพันธะอะโรมาติก
3. ไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัว (unsaturated hydrocarbon) ประกอบไปด้วยพันธะคู่หรือพันธะคู่สามอย่างน้อยหนึ่งพันธะระหว่างอะตอมคาร์บอน แบ่งได้เป็น 2 ชนิด ได้แก่

• แอลคีน (alkene)
• แอลไคน์ (alkyne)

จำนวนอะตอมไฮโดรเจน

จำนวนของอะตอมไฮโดรเจนสามารถถูกกำหนดได้ ถ้าทราบจำนวนอะตอมคาร์บอน โดยใช้สมการดังต่อไปนี้:

• อัลเคน: C_nH_2n+2
• อัลคีน: C_nH_2n (โดยมีพันธะคู่หนึ่งพันธะเท่านั้น)
• อัลไคน์: C_nH_2n-2 (โดยมีพันธะคู่สามหนึ่งพันธะเท่านั้น)

โดย n แทนจำนวนอะตอมของธาตุ เช่น CH₄ เป็นอัลเคน ส่วน C₂H₄ เป็นอัลคีน ไฮโดรคาร์บอนสามารถทำงานได้ภายใต้ (กล่าวคืออะตอมคาร์บอนจะต้องรับอะตอมไฮโดรเจนมา 4 อะตอม เพื่อให้เป็นไปตามกฎออกเตดที่ต้องมีอิเล็กตรอน 8 ตัว ซึ่งอะตอมไฮโดรเจนหนึ่งๆ จะมีอิเล็กตรอน 1 ตัว) ซึ่งถ้าไม่ได้เป็นไปตามกฎอ็อกเตดแล้ว จะทำให้ไฮโดรคาร์บอนเกิดความเฉื่อย

การเรียกชื่อสารประกอบ

การเรียกชื่อไฮโดรคาร์บอนแต่ละตัวจะเรียกตามจำนวนอะตอมคาร์บอน ตามด้วยคำลงท้ายเสียงของชนิดไฮโดรคาร์บอน เช่น CH₄ เรียกว่ามีเทน (methane) เนื่องจากมีเทนมีจำนวนอะตอมคาร์บอนเพียงตัวเดียว และเป็นอัลเคนซึ่งเสียงลงท้ายเป็น เอน เหมือนกัน

ตามเลขอะตอมคาร์บอน (ขึ้นต้น)

• C₁: มีท, เมท (Meth)
• C₂: อีท, เอท (Eth)
• C₃: โพรพ (Prop)
• C₄: บิวท์ (But)
• C₅: เพนท์ (Pent)
• C₆: เฮกซ์ (Hex)
• C₇: เฮปท์ หรือ เซปท์ (Hept, Sept)
• C₈: ออกต์ (Oct)
• C₉: โนน (Non)
• C₁₀: เดค (Dec)

ตามชนิดของไฮโดรคาร์บอน (ลงท้าย)

• แอลเคน: เอน (-ane)
• แอลคีน: อีน (-ene)
• แอลไคน์: ไอน์ (-yne)

ปิโตรเลียม

ไฮโดรคาร์บอนเหลวที่ถูกดึงขึ้นมาจากใต้ผิวดินเรียกว่าปิโตรเลียม หรือ ในขณะที่ไฮโดรคาร์บอนในสถานะก๊าซจะถูกเรียกว่าก๊าซธรรมชาติ ซึ่งสิ่งเหล่านี้ล้วนเป็นแหล่งที่สำคัญของเชื้อเพลิงและเป็นวัตถุดิบในการผลิตผลิตภัณฑ์ในอินทรียเคมีภัณฑ์ (organic chemical) และพบอยู่ทั่วไปภายในเปลือกโลกชั้นในของโลก ที่สามารถดึงปิโตรเลียมและก๊าซเหล่านี้มาได้จากการขุดเจาะโดยใช้เครื่องมือทาง (petroluem geology) โดยเฉพาะ

ที่ได้น้ำมันมาจากหินตะกอน หินตะกอนเหล่านี้ก็เป็นแหล่งไฮโดรคาร์บอนหลักๆ ที่ใช้เป็นพลังงานได้ อีกทั้งในด้านการคมนาคมและอุตสาหรกรรมปิโตรเคมี การผลิตเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนเหลวจากชั้นหินตะกอนในขณะนี้ถือเป็นสิ่งที่ขาดไม่ได้ในการพัฒนาการพลังงานให้ทันสมัย

ไฮโดรคาร์บอนมีความสำคัญทางเศรษฐกิจเป็นอันมาก เพราะว่ามันเป็นแหล่งรวมของเชื้อเพลิงฟอสซิลส่วนใหญ่ เช่นถ่านหิน, ปิโตรเลียม, ก๊าซธรรมชาติ ฯลฯ) และเชื้อเพลิงชีวภาพ (biofuel) เช่นเดียวกันกับวัสดุพลาสติก, ขี้ผึ้ง, สารละลายต่างๆ และน้ำมัน แต่ปิโตรเลียมก็ทำให้เกิดมลพิษในเมือง ซึ่งเมื่อรวมกับสารไนโตรเจนมอนอกไซด์, สารไนโตรเจนไดออกไซด์ และแสงแดดแล้ว ซึ่งนำไปสู่การกระจายของชั้นโอโซน

อ้างอิง

1. Silberberg, 620
2. IUPAC Goldbook hydrocarbyl groups
3. Clayden, J., Greeves, N., et al. (2001) Organic Chemistry Oxford p. 21
4. McMurry, J. (2000). Organic Chemistry 5th ed. Brooks/Cole: Thomson Learning. pp. 75–81