Ein Kohlenwasserstoff ist ein Molekül, das nur aus Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen besteht. Diese Moleküle sind traditionell ein Schwerpunkt des Studiums in der organischen Chemie, dem Zweig der Chemie, der sich auf chemische Verbindungen mit Kohlenstoff konzentriert. Sie können als rein oder unrein beschrieben werden. Ein reiner Kohlenwasserstoff besteht wirklich nur aus Kohlenstoff- und Wasserstoffatomen, während ein unreiner Kohlenstoff- und Wasserstoffatome enthält, die an andere Atome wie Stickstoff oder Schwefel gebunden sind.
Es gibt viele verschiedene Formen von Kohlenwasserstoffen, basierend auf der Anzahl und Anordnung der Atome. Einige Moleküle sind einfach lange Ketten aus Kohlenstoff und Wasserstoff, die Hunderte von Atomen enthalten können, während andere in komplizierten Ringen und anderen Formen angeordnet sind. Sogar die Bindungen zwischen einzelnen Atomen in organischen Molekülen können sich voneinander unterscheiden, und viele der Atome sind durch Mehrfachbindungen miteinander verbunden. Einige organische Moleküle, wie Fettsäuren, werden aufgrund der Anzahl der Bindungen zwischen den Atomen als gesättigt oder ungesättigt klassifiziert.
Obwohl es viele verschiedene Anwendungen für solche Moleküle gibt, sind Kraftstoffe bei weitem am weitesten verbreitet. Die Bindungen in vielen Kohlenwasserstoffen enthalten eine beträchtliche Menge an Energie, die beim Verbrennen freigesetzt werden kann. Fossile Brennstoffe bestehen aus zerfallenen organischen Stoffen, die größtenteils aus Molekülen bestehen, die aus Wasserstoff und Kohlenstoff bestehen. Leider gelten fossile Brennstoffe wie Kohle als nicht erneuerbare Ressourcen, da der Zerfall der organischen Substanz Millionen von Jahren dauern kann. Bei der Verbrennung solcher Brennstoffe werden auch Gase in die Atmosphäre freigesetzt, die für die Umwelt und den Menschen schädlich sein können.
Fossile Kohlenwasserstoffbrennstoffe gibt es in zwei Hauptformen: flüssige Brennstoffe, bekannt als Erdöl oder Mineralöl, und gasförmige fossile Brennstoffe, bekannt als Erdgas. Kohle ist ein fester fossiler Brennstoff. Alle sind wegen ihres hohen Energiegehalts sehr wichtig, aber keine sind erneuerbar, da sie alle durch Zersetzung gebildet werden. Wissenschaftler suchen daher immer nach Alternativen zu fossilen Energieträgern wie Wind- oder Sonnenenergie.
Die Anzahl der Atome und Bindungen, die in einem bestimmten Kohlenwasserstoff enthalten sind, hängt normalerweise eng mit seiner Verwendung zusammen. Solche mit wenigen Atomen und Bindungen werden selten für mehr als einfache Heiz- oder Kochkraftstoffe verwendet, während größere Moleküle für Dieselkraftstoffe und sogar Düsentreibstoffe verwendet werden. Einige dieser Moleküle können auch als Schmierstoffe verwendet werden, obwohl sie viele gemeinsame Eigenschaften mit Kraftstoffen haben.