Com o intuito de abordarmos as propriedades físicas dos hidrocarbonetos, faz-se necessário primeiramente definir o que são. Hidrocarbonetos são moléculas apolares, homogêneas e formadas por átomos de carbono e hidrogênio, onde os átomos são unidos por ligações covalentes do tipo simples, dupla ou tripla. Formam molecular apolares, as quais se unem por ligação do tipo dipolo induzido. Podem, os hidrocarbonetos, serem saturados, como no caso dos alcanos e cicloalcanos, nos quais não se tem a presença de duplas ou triplas ligações, ou podem ser insaturados, como alcenos, alcinos, ciclenos, entre outros. Também fazem parte da classe dos hidrocarbonetos os compostos aromáticos, que possuem o fenômeno da ressonância.
Esses compostos orgânicos estão presentes no dia a dia, como nos combustíveis de automóveis, nas velas, no gás de cozinha, entre outros exemplos. Ainda é importante destacar que a tetravalência do carbono dá a possibilidade que sejam criadas cadeias de estrutura diversificada.
Na temperatura ambiente de 25°C e sob pressão de 1 atm, os quatro primeiros membros da série homóloga dos alcanos, são gases, os C5 – C17, são líquidos e os alcanos com mais de 18 átomos de carbono são sólidos.
Os hidrocarbonetos tanto alifáticos (alcanos, alcenos, alcinos, ciclanos, ciclenos e alcadienos) quanto aromáticos são apolares ou pouco polares, interagindo-se por meio das forças de van der Walls.
O Ponto de ebulição (PE) e fusão (PF) dos alcanos e cicloalcanos aumentam com o peso molecular (não ramificados), pois para separar moléculas maiores exige-se mais energia. Para os alcanos ramificados os PE e PF são menores, uma vez que suas moléculas possuem menor área superficial de contato para realizarem interações, são moléculas mais compactas, assim as forças de van der Walls serão mais fracas, diminuindo os PE e PF.
Exemplos: hexano ferve a 68°C e o 2-metilpentano e o 3-metilpentano fervem, respectivamente a 60,3°C e 63,3°C.
Os alcanos e cicloalcanos são quase totalmente insolúveis em água, pelo fato de não realizarem ligações de hidrogênio com ela. Os alcanos e os cicloalcanos líquidos são mutuamente solúveis e, em geral, dissolvem-se em solventes de baixa polaridade.
Exemplos: benzeno, tetracloreto de carbono, clorofórmio e outros hidrocarbonetos.
Os alcenos e os alcinos de baixo peso molecular são gases à temperatura ambiente. Possuem características de PE e PF semelhantes aos alcanos. Dissolvem em solventes apolares, ou em solventes de baixa polaridade. Os alcinos são ligeiramente mais solúveis em água que os alcenos.
Propriedades físicas dos haletos orgânicos
Os haletos orgânicos possuem geralmente pontos de fusão e ebulição maiores que os hidrocarbonetos de peso molecular correspondente.
Podem ser pouco polares ou apolares, dependendo da quantidade de halogênio na molécula e de sua geometria. Não realizam ligações de hidrogênio com a água, determinando assim sua insolubilidade neste solvente, porém é solúvel em solventes orgânicos.
O estado físico destes compostos à temperatura ambiente depende do peso molecular e do tipo de haleto presente na molécula. Brometo de etila (PE 38°C) e iodeto de etila (PE 72°C) são líquidos, porém o cloreto de etila (PE. 13°C) é um gás.
Em geral os cloretos de alquilas maiores, brometos e iodetos são todos líquidos. Exemplos: Cloretos de propila, brometo de propila e iodeto de propila são líquidos.
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