Kulstofkæder

Kulstofkæder er kæder af kulstofatomer, som dører eller rygsøjle i mange organiske forbindelser. De udgør grundlaget for tusindvis af naturlige og syntetiske stoffer og kan være korte eller lange. Kulstofkæder er ofte bundet til hydrogenatomer, men de kan også binde til andre funktionelle grupper, hvilket ændrer forbindelsens egenskaber og reaktivitet.

Typer af kulstofkæder omfatter lineære (ungefær straight-chain) kæder, forgrenede kæder og cykliske kæder. Lineære kæder består af en ubrudt række af kulstofatomer; forgrenede kæder har sidegrene af kulstof, og cykliske kæder danner ringe. Når kæden består af kun enkeltbindinger mellem kulstoffer, betegnes den som mættet (alkaner). Når der findes en dobbeltbinding, er kæden umættet (alkener), og med triplebindinger er den alkyn. Langt de fleste kulstoffer i praksis kan danne kombinationer af disse strukturer.

Nomenklatur af kulstofkæder følger IUPAC-systemet: den længste ubrudte kulstofforbindelse udgør hovedkæden, og substituenter placeres og navngives for at give lavest muligt locant-tal. Hvis kæden danner en ring, anvendes betegnelser som cyclo- som for eksempel cycloalkaner. Når funktionelle grupper tilføjes, kan navngivningen ændres ved at bruge som/til-suffixer og prefixer.

Fysiske egenskaber hos kulstofkæder afhænger af længden og graden af forgrening. Generelt stiger kogepunkt og smeltepunkt med længere kæder for mættede forbindelser; forgrenede kæder har ofte lavere kogepunkter end lige kæder af tilsvarende længde. Kulstofkæder er ikke polære og har tendens til lav opløselighed i vand, især når kæden bliver længere.

Betydning og anvendelser: Kulstofkæder udgør rygsøjlen i fossile brændstoffer, lipider, naturlige produkter og mange polymerer som polyethylen. Kendskab til kædelængde og forgrening er centralt i kemi, biologi og materialvidenskab.