Els àtoms de carboni, que són tetravalents, poden unir-se entre ells formant cadenes més o menys llargues, per mitjà d’enllaços simples, dobles o triples, i les valències que resten lliures són saturades amb hidrogen. Hom distingeix els hidrocarburs acíclics, de cadena oberta, dels cíclics, de cadena tancada. Els acíclics, anomenats també alifàtics, poden ésser saturats o insaturats, i llurs cadenes poden ésser lineals (derivats normals) o ramificades (isoderivats). Totes aquestes possibilitats donen lloc a l’existència d’isòmers, que tenen en llur molècula el mateix nombre d’àtoms de carboni i d’hidrogen però amb propietats diferents, a causa de les distintes estructures moleculars. Els hidrocarburs saturats només tenen enllaços simples, i hom els anomena també alcans (alcà) o parafines. Els hidrocarburs insaturats presenten dobles i triples enllaços en les molècules i, per tant, contenen menys àtoms d’hidrogen que els hidrocarburs saturats del mateix nombre de carbonis. Hom els divideix en alquens (alquè), etilènics o olefines (olefínic 2) i alquins (alquí) o acetilènics (acetilènic 2), segons que tinguin dobles o triples enllaços. Els hidrocarburs cíclics formen dos grans grups: els alicíclics (alicíclic), anomenats també naftènics, que comprenen els cicloalcans, els cicloalquens i els cicloalquins, de propietats semblants a les parafines, i els aromàtics (aromàtic), que tenen propietats especials, a causa de l’estructura de l’anell benzènic (aromaticitat). Els hidrocarburs són obtinguts principalment del gas natural (saturats de baix pes molecular i metà, età, propà i butà), del petroli (parafines, aromàtics i alicíclics) i del quitrà de l’hulla (preferentment aromàtics: benzè, toluè, xilè, naftalè, antracè, etc) i, en menys quantitat, de les ceres, resines i olis essencials d’origen vegetal.
Importància econòmica dels hidrocarburs
Els hidrocarburs són una de les principals fonts d’energia, utilitzades en múltiples processos industrials. Els hidrocarburs naturals es formen per maduració de la matèria orgànica disseminada en roques sedimentàries. Per tal que formin una explotació rendible, cal que hi hagi una migració i concentració en reservoirs. Segons les condicions de la maduració es produeix petroli o gas natural. Hom obté una àmplia gamma d’hidrocarburs per destil·lació del petroli en brut. Ara bé, l’augment del preu d’aquest i les expectatives d’un eventual esgotament de les reserves d’hidrocarburs naturals han potenciat l’interès del carbó com a possible substitut fonamental per a l’obtenció d’hidrocarburs. Els mètodes de transformació del carbó en productes de refinatge, líquids i gasosos, no són, però, ara per ara, prou rendibles. La prospecció de noves reserves de petroli és cada cop més costosa, ja sigui per la duresa del medi a les zones subàrtiques (Alaska) o perquè es tracta de prospeccions submarines. Des del punt de vista econòmic, el gas natural manté uns preus relativament baixos, car es beneficia de la seva condició de subproducte de prospecció i d’explotació del petroli, però les seves reserves tampoc no semblen, de cara al futur, suficients per a mantenir gaire temps el ritme actual de creixement del consum.