São ligações constituídas apenas por átomos de carbono e hidrogênio
As cadeias carbônicas são constituídas pelas ligações entre os átomos de carbono e hidrogênio, também chamados de hidrocarbonetos. Estruturas de estudo da química orgânica, essas cadeias são complexas também podem incluir outros elementos químicos, formando uma infinidade de compostos orgânicos.
Os átomos de carbono são considerados tetravalentes, ou seja, podem realizar até quatro ligações covalentes, classificadas como simples, duplas e triplas. Entretanto, este tipo de ligação não é exclusiva dos carbonos, elas também podem ocorrer com átomos de outros elementos.
Em virtude dessa característica peculiar, o elemento carbono possui uma capacidade diferenciada de realizar ligações encadeadas, chamadas de cadeias de carbono, que podem ser curtas ou longas. Essas estruturas, ligadas entre si, ou entre heteroátomos (O, N, S, P), formam a estrutura básica de diversas moléculas orgânicas, além de serem a base de muitos compostos fundamentais para a vida encontrada na natureza.
Por ser considerado um elemento com enorme facilidade de dar origem a novos compostos, suas cadeias são classificadas de modo que facilite a identificação e os estudos sobre os aspectos das estruturas carbônicas.
Classificações das cadeias carbônicas
A classificação dessas cadeias ocorre por meio de alguns critérios utilizados para facilitar os estudos da química orgânica, principalmente critérios referentes às suas funções.
Estão listados a seguir a classificação das moléculas carbônicas, de acordo com a disposição dos átomos de carbono, sendo consideradas abertas, fechadas ou mistas.
Cadeias alifáticas, acíclicas ou abertas
Um tipo de cadeia aberta, também denominada como acíclica ou alifática, possui átomos de carbonos que se ligam e mantêm as suas extremidades livres. Esse tipo de estrutura não forma ciclos fechados.
Cadeia normal
As cadeias chamadas de normais, ou também retas e lineares, são aquelas que apresentam como característica principal a ausência de ramificações. Elas também se diferem por apresentar em sua estrutura apenas carbonos primários ou secundários, possuindo apenas duas extremidades.
As estruturas a seguir são exemplos de cadeias normais:
H3C – CH2 – CH2 – CH3
H3C – CH2 – CH = CH – CH3
Cadeia ramificada
São classificadas como cadeias ramificadas aquelas que possuem mais de duas extremidades, tendo a presença de, no mínimo, um carbono terciário ou quaternário.
Cadeia homogênea
As cadeias abertas homogêneas recebem esse nome por possuírem apenas átomos de carbono e nenhum outro elemento. Logo, não apresentam heteroátomos. Esses compostos são constituídos apenas por moléculas de carbono ou de hidrogênio.
Cadeia heterogênea
As cadeias abertas e heterogêneas, ao contrário da anterior, apresentam, pelo menos, um heteroátomo, ou seja, um átomo diferente de carbono ou hidrogênio ao longo de sua estrutura, como ocorre na molécula estrutural apresentada abaixo:
H3C – CH2 – O – CH3
Cadeia saturada
As cadeias abertas e saturadas são aquelas que apresentam átomos de carbono interagindo entre si por meio de uma ligação simples. Nela, fica posicionado o carbono saturado. Como mostrado a seguir:
H3C – CH2 – CH2 – CH2 – CH3
Cadeia insaturada
Nas cadeias abertas e insaturadas ocorre, obrigatoriamente, a ligação de dois átomos de carbono por meio de ligação dupla ou tripla. Nessa interação, o carbono é chamado de insaturado.
H2C = CH2
Cadeias cíclicas ou fechadas
As cadeias cíclicas, como sugere o próprio nome, fazem conexões entre si, formando um ciclo, podendo ser reclassificadas como aromáticas ou alicíclicas. No caso das alicíclicas, ainda, podem ser subdivididas em homocíclicas, heterocíclicas saturadas ou insaturadas, de acordo com a estrutura criada.
Cadeia aromática
Uma característica particular da cadeia aromática é que ela se subdivide em mais duas, são elas:
Mononucleares- elas ocorrem quando há apenas um anel aromático. Exemplo: benzeno
Polinucleares- ao contrário da mononuclear, ocorre a presença de mais de um anel aromático. Exemplo: naftaleno.
A molécula de benzeno é um exemplo de cadeia com apenas um anel aromático. (Foto: Wikimedia Commons)
Cadeia alicíclica
As cadeias fechadas alicíclicas não possuem nenhum tipo de anel aromático, subdividindo-se em saturadas e insaturadas. Além disso, as cadeias insaturadas ainda apresentam mais uma subdivisão. São elas:
Cadeia homogênea- nesse caso os anéis das cadeias possuem somente átomos de carbono.
Cadeia heterogênea- classifica-se como heterogênea as cadeias que apresentam átomos além das moléculas de carbono e hidrogênio.
Cadeia saturada
As cadeias fechadas saturadas são aquelas em que os átomos realizam ligações simples entre si.
Cadeia insaturada
Nos casos das cadeias fechadas insaturadas, diferente das saturadas, podem acontecer ligações duplas entre os átomos.
Importante! As cadeias mistas apresentam carbonos que fazem interações entre si, além de apresentarem um ciclo na cadeia, como ocorre com o benzeno, citado acima.
Classificação dos carbonos
Os carbonos são classificados de acordo com a posição que ocupam dentro da cadeia.
• Carbono primário: os carbonos primários se localizam nas extremidades das cadeias, fazendo ligação com um átomo qualquer.
• Carbono secundário: esses fazem ligações duplas com outros dois átomos de carbono pertencentes a mesma cadeia.
• Carbono terciário: na cadeia, esses fazem ligações com outros três átomos também de carbono.
• Carbono quaternário: seguindo a mesma ordem de classificação, esses fazem ligações com outros átomos somente de carbono na mesma cadeia.