Ta grupa substancji obejmuje ropę i metan, gaz ziemny. Ich różnorodność jest ogromna. Mówię oczywiście o węglowodorach. Jest to jednocześnie jedna z najbardziej rozpowszechnionych i najbardziej poszukiwanych przez ludzkość substancji. Czym oni są? Warto pamiętać o czym była chemia w klasie 9.
Węglowodory
Ta klasa substancji łączy różne związki, z których większość jest od dawna z powodzeniem wykorzystywana przez ludzi do własnych celów. Wynika to z faktu, że węgiel bardzo łatwo tworzy wiązania chemiczne, zwłaszcza z wodorem, dlatego istnieje taka różnorodność. Bez tego życie, jakie znamy, byłoby niemożliwe.
Węglowodory to substancje składające się z dwóch pierwiastków: węgla i wodoru. Ich cząsteczki mogą być nie tylko liniowe, ale także rozgałęzione, a także tworzyć zamknięte cykle.
Klasyfikacja
Węgiel tworzy cztery wiązania, a wodór tworzy jedno. Ale to nie znaczy, że ich stosunek zawsze wynosi 1 do 4. Faktem jest, że między atomami węgla mogą występować nie tylko pojedyncze, ale także podwójne, a także potrójne wiązania. Według tego kryterium rozróżnia się klasywęglowodory. W pierwszym przypadku substancje te nazywane są nasyconymi (lub alkanami), aw drugim - nienasyconymi lub nienasyconymi (odpowiednio alkeny i alkiny dla dwóch i trzech wiązań).
Inna klasyfikacja obejmuje rozważenie cząsteczki. W tym przypadku wyróżnia się węglowodory alifatyczne, których struktura jest liniowa i karbocykliczna, w postaci zamkniętego łańcucha. Te z kolei dzielą się na alicykliczne i aromatyczne.
Poza tym węglowodory często ulegają polimeryzacji - procesowi łączenia ze sobą identycznych cząsteczek. Rezultatem jest zupełnie nowy materiał, niepodobny do bazy. Przykładem jest polietylen, który jest wytwarzany tylko z etylenu. Jest to możliwe tylko w przypadku węglowodorów nienasyconych.
Struktury, które również należą do klasy nienasyconych, mogą również dodawać nowe atomy inne niż wodór za pomocą swoich wolnych rodników. W tym przypadku otrzymuje się inne substancje organiczne: alkohole, aminy, ketony, etery, białka itp. Ale są to zupełnie odrębne tematy w chemii.
Przykłady
Węglowodory to ogromna różnorodność substancji, nawet biorąc pod uwagę klasyfikację. Niemniej jednak warto pokrótce wymienić nazwy związków wchodzących w skład tej licznej klasy.
- Ostateczne węglowodory to metan, etan, propan, butan, pentan, heksan, heptan itd. Pierwsza i trzecia nazwa są prawdopodobnie znane nawet tym, którzy nie są szczególnie przyjaźni z chemią. Więcnazywane są dość powszechnymi rodzajami gazów.
- Klasa alkenów (olefin) obejmuje eten (etylen), propen (propylen), buten, penten, heksen itp.
- Alkiny obejmują etyn (acetylen), propyn, butyn, pentyn, heksynę itp.
- Nawiasem mówiąc, podwójne i potrójne wiązania mogą nie być pojedyncze. W tym przypadku takie struktury należą do alkadienów i alkadiin. Ale nie wchodź zbyt głęboko.
- Węglowodory, których struktura jest zamknięta, mają swoje nazwy: cykloalkany, cykloalkeny i cykloalkiny.
- Nazwy pierwszych: cyklopropan, cyklobutan, cyklopentan, cykloheksan itp.
- Druga klasa obejmuje cyklopropen, cyklobuten, cyklopenten, cykloheksen itp.
- Na koniec cykloalkiny, które nie występują w przyrodzie. Bardzo długo i długo próbowali je zsyntetyzować, a było to możliwe dopiero na początku XX wieku. Cząsteczki cykloalkinów składają się z co najmniej 8 atomów węgla. Mając mniej, połączenie jest po prostu niestabilne z powodu zbyt dużego napięcia.
- Istnieją również areny (węglowodory aromatyczne), których najprostszym i najczęstszym przedstawicielem jest benzen. Również w tej klasie są naftalen, furan, tiofen, indol itp.
Właściwości
Jak wspomniano powyżej, węglowodory to ogromna ilość różnorodnych substancji. Dlatego nieco dziwne jest mówienie o ich wspólnych właściwościach, ponieważ po prostu ich nie ma.
Jedyną rzeczą, którą można uznać za tę samą cechę dla wszystkich węglowodorów, jest skład. A także fakt, że na początku każdego rzęduwraz ze wzrostem liczby atomów węgla następuje przejście z postaci gazowej i ciekłej do postaci stałej.
Istnieje jeszcze jedno podobieństwo: wszystkie węglowodory mają dobrą palność. W tym przypadku uwalniane jest dużo ciepła, powstaje dwutlenek węgla i woda.
Źródła Naturalne
Podobnie jak inne minerały, niektóre węglowodory występują w postaci złóż i rezerw w skorupie ziemskiej. W szczególności stanowią one większość gazu i ropy. Widać to wyraźnie podczas przetwarzania tych ostatnich: w procesie uwalniana jest ogromna ilość substancji, z których większość dotyczy konkretnie węglowodorów. Gaz iw ogóle w 80-97% zwykle składa się z metanu. Ponadto metan powstaje w wyniku rozkładu odpadów organicznych i pozostałości, więc jego produkcja nie stanowi poważnego problemu.
Inne źródła węglowodorów - laboratoria. Substancje, które nie występują w naturze, można zsyntetyzować z innych związków za pomocą reakcji chemicznych.
Użyj
Węglowodory odgrywają ogromną rolę we współczesnym życiu ludzkości. Ropa i gaz stały się bardzo cennymi zasobami, ponieważ służą jako nośniki paliw i energii. Ale to nie jedyne sposoby wykorzystania związków z tej klasy. Węglowodory to dosłownie wszystko, co otacza ludzi w życiu codziennym. Za pomocą polimeryzacji udało się uzyskać nowe materiały, z których powstają różnego rodzaju tworzywa sztuczne, tkaniny itp. Nafta, rozpuszczalniki, farby i lakiery, parafiny, asf alt, smoła, bitum, a to nie jest najważniejsze produktyrafinacja ropy naftowej - benzyna i olej napędowy.
Znaczenie tych substancji jest ogromne. Zarówno węglowodory nienasycone, jak i nasycone to setki i tysiące rzeczy, do których każdy człowiek jest przyzwyczajony i nie może się bez nich obejść w najprostszych sytuacjach. Niezwykle trudno odmówić ich użycia, nawet biorąc pod uwagę, że zgodnie z przewidywaniami analityków wyczerpią się rezerwy ropy i gazu. Ludzkość już aktywnie poszukuje alternatywnych źródeł energii, ale żadna z opcji nie wykazała jeszcze takiej samej wydajności i wszechstronności jak węglowodory.
