Do tej grupy substancji należą ropa naftowa i metan,gazu ziemnego. Ich różnorodność jest świetna. Chodzi oczywiście o węglowodory. Są to jednocześnie jedne z najbardziej rozpowszechnionych i najbardziej pożądanych przez ludzkość substancji. Czym oni są? Warto pamiętać, o czym opowiadała chemia w 9 klasie.
Węglowodory
Ta klasa substancji łączy najbardziej różnorodnezwiązki, z których większość od dawna jest z powodzeniem wykorzystywana do własnych celów przez ludzi. Wynika to z faktu, że węgiel bardzo łatwo tworzy wiązania chemiczne, zwłaszcza z wodorem, dlatego obserwuje się taką różnorodność. Bez tego życie w takiej formie, w jakiej wiemy, że byłoby niemożliwe.
Węglowodory to substancje złożone 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 jest zawsze równy 1 do 4. Faktem jest, że między atomami węgla mogą występować nie tylko wiązania pojedyncze, ale także podwójne i potrójne. Zgodnie z tym kryterium wyróżnia się klasy węglowodorów. W pierwszym przypadku substancje te nazywane są ograniczającymi (lub alkanami), aw drugim - nienasyconymi lub nienasyconymi (odpowiednio alkeny i alkiny dla dwóch i trzech wiązań).
Inna klasyfikacja zapewniabadanie cząsteczki. W tym przypadku rozróżnia się węglowodory alifatyczne o budowie liniowej oraz karbocykliczne w postaci zamkniętego łańcucha. Te z kolei dzielą się na alicykliczne i aromatyczne.
Ponadto węglowodory są często narażone na działaniepolimeryzacja - proces łączenia ze sobą identycznych cząsteczek. Rezultatem jest zupełnie nowy materiał, który nie wygląda jak materiał podstawowy. Przykładem jest polietylen wykonany tylko z etylenu. Jest to możliwe tylko w przypadku węglowodorów nienasyconych.
Struktury, które również należą do tej klasynienasycone, mogą dodawać nowe atomy inne niż wodór za pomocą swoich wolnych rodników. W tym przypadku uzyskuje się inne substancje organiczne: alkohole, aminy, ketony, etery, białka itp. Ale to zupełnie odrębne tematy w chemii.
Przykłady
Węglowodory to ogromna różnorodność substancji, nawet biorąc pod uwagę klasyfikację. Warto jednak pokrótce wymienić nazwy związków zaliczanych do tej licznej klasy.
- Węglowodory nasycone to metan, etan,propan, butan, pentan, heksan, heptan itp. Pierwsze i trzecie nazwy są prawdopodobnie znane nawet tym, którzy nie są specjalnie zaprzyjaźnieni z chemią. To nazwy dość powszechnych rodzajów gazów.
- Klasa alkenów (olefin) obejmuje eten (etylen), propen (propylen), buten, penten, heksen itp.
- Alkiny obejmują etyn (acetylen), propyn, butyn, pentynę, heksynę itp.
- Nawiasem mówiąc, podwójne i potrójne wiązania mogą nie być pojedyncze. W tym przypadku takie struktury nazywane są alkadienami i alkadynami. Ale nie powinieneś wchodzić zbyt głęboko.
- Jeśli chodzi o węglowodory, których struktura jest zamknięta, mają własne nazwy: cykloalkany, cykloalkeny i cykloalkiny.
- Pierwsze nazwy to: cyklopropan, cyklobutan, cyklopentan, cykloheksan itp.
- Druga klasa obejmuje cyklopropen, cyklobuten, cyklopenten, cykloheksen itp.
- Wreszcie cykloalkiny, które nie występują naturalnie.Próbowali je syntetyzować przez bardzo długi czas i przez długi czas, a było to możliwe dopiero na początku XX wieku. Cząsteczki cykloalkiny składają się z co najmniej 8 atomów węgla. Przy mniejszej ilości połączenie jest po prostu niestabilne z powodu zbyt dużego napięcia.
- Istnieją również areny (węglowodory aromatyczne), których najprostszym i najpowszechniejszym przedstawicielem jest benzen. Klasa ta obejmuje również naftalen, furan, tiofen, indol itp.
Właściwości
Jak wspomniano powyżej, węglowodory to ogromna ilość różnych substancji. Dlatego nieco dziwne jest mówienie o ich ogólnych właściwościach, ponieważ po prostu ich nie ma.
Z tą samą cechą wszystkie węglowodory mogąpod uwagę można wziąć tylko skład. A także fakt, że na początku każdego rzędu, wraz ze wzrostem liczby atomów węgla, następuje przejście od postaci gazowej i ciekłej do stałej.
Jest jeszcze jedno podobieństwo: wszystkie węglowodory mają dobrą palność. W tym samym czasie uwalnia się dużo ciepła, powstaje dwutlenek węgla i woda.
Naturalne źródła
Podobnie jak inne minerały, niektórewęglowodory występują w postaci złóż i rezerw w skorupie ziemskiej. W szczególności stanowią one większość gazu i ropy. Widać to wyraźnie podczas przetwarzania tego ostatniego: w procesie uwalnia się ogromna ilość substancji, z których większość odnosi się konkretnie do węglowodorów. Gaz składa się zwykle w 80-97% z metanu. Ponadto metan powstaje w wyniku rozkładu odpadów organicznych i gruzu, więc jego produkcja nie stanowi większego problemu.
Innymi źródłami węglowodorów są laboratoria. Substancje, które nie występują w przyrodzie, można zsyntetyzować z innych związków za pomocą reakcji chemicznych.
Korzystanie z
Węglowodory odgrywają ogromną rolę we współczesnym świecieżycie ludzkości. Ropa i gaz stały się bardzo cennymi zasobami, ponieważ służą jako nośniki paliwa i energii. Ale to nie jedyne zastosowania tej klasy związków. Węglowodory to dosłownie wszystko, co otacza ludzi w życiu codziennym. Za pomocą polimeryzacji udało się uzyskać nowe materiały, z których wykonane są różnego rodzaju tworzywa sztuczne, tkaniny itp. Nafta, rozpuszczalniki, farby i lakiery, parafiny, asfalt, smoła, bitum, i to nie liczy się główne produkty rafinacji 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 jest zrezygnować z ich użytkowania, nawet biorąc pod uwagę, jak przewidują analitycy, wyczerpanie się zapasów ropy i gazu. Ludzkość już aktywnie poszukuje alternatywnych źródeł energii, ale żadna z opcji nie wykazała jeszcze takiej wydajności i wszechstronności jak węglowodory.
