Un idrocarburo è una molecola composta solo da atomi di idrogeno e carbonio. Queste molecole sono tradizionalmente uno dei principali obiettivi di studio della chimica organica, la branca della chimica che si concentra sui composti chimici che coinvolgono il carbonio. Possono essere descritti come puri o impuri. Un idrocarburo puro è veramente composto solo da atomi di carbonio e idrogeno, mentre uno impuro contiene atomi di carbonio e idrogeno legati ad altri atomi, come azoto o zolfo.
Esistono molte forme diverse di idrocarburi, in base al numero e alla disposizione degli atomi. Alcune molecole sono semplicemente lunghe catene di carbonio e idrogeno che possono contenere centinaia di atomi, mentre altre sono disposte in anelli elaborati e altre forme. Anche i legami tra i singoli atomi nelle molecole organiche possono essere diversi tra loro e molti degli atomi sono uniti tra loro da più legami. Alcune molecole organiche, come gli acidi grassi, sono classificate come sature o insature, in base al numero di legami tra gli atomi.
Sebbene ci siano molti usi diversi per tali molecole, i combustibili sono di gran lunga i più diffusi. I legami in molti idrocarburi contengono una quantità significativa di energia che può essere rilasciata quando vengono bruciati. I combustibili fossili sono costituiti da materia organica in decomposizione, che è composta in gran parte da molecole costituite da idrogeno e carbonio. Sfortunatamente, i combustibili fossili come il carbone sono considerati risorse non rinnovabili poiché la materia organica può impiegare milioni di anni per decadere. La combustione di tali combustibili rilascia anche nell’atmosfera gas che possono essere dannosi per l’ambiente e per l’uomo.
I combustibili fossili di idrocarburi sono disponibili in due forme principali: combustibili liquidi, noti come petrolio o olio minerale, e combustibili fossili gassosi, noti come gas naturale. Il carbone è un combustibile fossile solido. Tutti sono molto importanti a causa del loro alto contenuto energetico, ma nessuno è rinnovabile poiché si formano tutti attraverso la decomposizione. Pertanto, gli scienziati sono sempre alla ricerca di alternative all’energia da combustibili fossili, come l’energia eolica o solare.
Il numero di atomi e legami inclusi in un dato idrocarburo è solitamente strettamente correlato al suo utilizzo. Quelli con pochi atomi e legami sono usati raramente per più del semplice riscaldamento o per cucinare combustibili, mentre le molecole più grandi sono usate per i combustibili diesel e persino per i carburanti per aerei. Alcune di queste molecole possono essere utilizzate anche come lubrificanti, sebbene condividano molte caratteristiche comuni con i combustibili.