این گروه از مواد شامل نفت و متان، گاز طبیعی است. تنوعشون زیاده من البته در مورد هیدروکربن ها صحبت می کنم. این در عین حال یکی از گسترده ترین و بیشترین تقاضا برای بشر است. آنها چه هستند؟ شایان ذکر است که شیمی در کلاس 9 در مورد چه چیزی بود.
هیدروکربن
این دسته از مواد ترکیبات مختلفی را با هم ترکیب می کنند که بیشتر آنها برای مدت طولانی توسط انسان برای اهداف خود با موفقیت استفاده می شده است. این به دلیل این واقعیت است که کربن بسیار آسان پیوندهای شیمیایی ایجاد می کند، به خصوص با هیدروژن، به همین دلیل است که چنین تنوعی وجود دارد. بدون آن، زندگی همانطور که می دانیم غیرممکن خواهد بود.
هیدروکربن ها موادی هستند که از دو عنصر کربن و هیدروژن تشکیل شده اند. مولکول های آنها نه تنها می توانند خطی باشند، بلکه منشعب نیز هستند و همچنین چرخه های بسته را تشکیل می دهند.
طبقه بندی
کربن چهار پیوند و هیدروژن یک پیوند تشکیل می دهد. اما این بدان معنا نیست که نسبت آنها همیشه 1 به 4 است. واقعیت این است که بین اتم های کربن نه تنها پیوندهای منفرد، بلکه دوگانه و همچنین پیوندهای سه گانه وجود دارد. طبق این معیار طبقات متمایز می شوندهیدروکربن ها در حالت اول، این مواد را اشباع (یا آلکان) و در حالت دوم - غیر اشباع یا غیر اشباع (به ترتیب آلکن ها و آلکین ها برای دو و سه پیوند) نامیده می شوند.
طبقه بندی دیگر شامل در نظر گرفتن مولکول است. در این مورد، هیدروکربن های آلیفاتیک، که ساختار آنها خطی و کربوسیکلیک است، به شکل یک زنجیره بسته متمایز می شوند. دومی به نوبه خود به آلی حلقوی و معطر تقسیم می شود.
علاوه بر این، هیدروکربن ها اغلب تحت پلیمریزاسیون قرار می گیرند - فرآیند اتصال مولکول های یکسان به یکدیگر. نتیجه یک ماده کاملاً جدید است که شبیه پایه نیست. یک نمونه پلی اتیلن است که فقط از اتیلن ساخته شده است. این تنها زمانی امکان پذیر است که صحبت از هیدروکربن های غیر اشباع باشد.
ساختارها، که آنها نیز به کلاس ساختارهای غیراشباع تعلق دارند، می توانند با کمک رادیکال های آزاد خود، اتم های جدیدی غیر از هیدروژن را نیز اضافه کنند. در این صورت مواد آلی دیگری به دست می آیند: الکل ها، آمین ها، کتون ها، اترها، پروتئین ها و غیره. اما اینها موضوعات کاملاً جدا در شیمی هستند.
نمونه
هیدروکربن ها انواع بسیار زیادی از مواد هستند، حتی با در نظر گرفتن طبقه بندی. اما با این حال، ارزش آن را دارد که نام ترکیبات موجود در این کلاس متعدد را به اختصار فهرست کنیم.
- هیدروکربن‌های نهایی متان، اتان، پروپان، بوتان، پنتان، هگزان، هپتان و غیره هستند. نام‌های اول و سوم احتمالاً حتی برای کسانی که علاقه خاصی به شیمی ندارند، آشنا هستند. بنابراینانواع بسیار رایج گازها نامیده می شوند.
- کلاس آلکن ها (الفین ها) شامل اتن (اتیلن)، پروپن (پروپیلن)، بوتن، پنتن، هگزن و غیره است.
- آلکین ها شامل اتین (استیلن)، پروپین، بوتین، پنتین، هگزین و غیره است.
- به هر حال، پیوندهای دوگانه و سه گانه ممکن است تک نباشند. در این مورد، چنین ساختارهایی متعلق به آلکادین ها و آلکادیین ها هستند. اما خیلی عمیق نرو.
- در مورد هیدروکربن ها که ساختار آنها بسته است، آنها نام های خود را دارند: سیکلوآلکان ها، سیکلوآلکن ها و سیکلوآلکین ها.
- نام اولین: سیکلوپروپان، سیکلوبوتان، سیکلوپنتان، سیکلوهگزان، و غیره.
- رده دوم شامل سیکلوپروپن، سیکلوبوتن، سیکلوپنتن، سیکلوهگزن و غیره است.
- در نهایت، سیکلوآلکین هایی که در طبیعت وجود ندارند. آنها برای مدت طولانی و برای مدت طولانی سعی کردند آنها را سنتز کنند و این فقط در آغاز قرن بیستم امکان پذیر بود. مولکول های سیکلوآلکین حداقل از 8 اتم کربن تشکیل شده اند. با کمتر، اتصال به دلیل ولتاژ بیش از حد ناپایدار است.
- آرن ها (هیدروکربن های معطر) نیز وجود دارند که ساده ترین و رایج ترین نماینده آنها بنزن است. همچنین در این کلاس نفتالین، فوران، تیوفن، ایندول و غیره قرار دارند.
خواص
همانطور که در بالا ذکر شد، هیدروکربن ها مقدار زیادی از مواد مختلف هستند. بنابراین، صحبت در مورد خواص مشترک آنها تا حدودی عجیب است، زیرا به سادگی وجود ندارد.
تنها چیزی که می توان برای همه هیدروکربن ها یک ویژگی در نظر گرفت، ترکیب آن است. و همچنین این واقعیت که در ابتدای هر ردیف،با افزایش تعداد اتم های کربن، انتقال از حالت گازی و مایع به جامد وجود دارد.
شباهت دیگری وجود دارد: همه هیدروکربن ها قابلیت اشتعال خوبی دارند. در این حالت گرمای زیادی آزاد می شود، دی اکسید کربن و آب تشکیل می شود.
چشمه های طبیعی
مانند سایر مواد معدنی، برخی از هیدروکربن ها به صورت ذخایر و ذخایر در پوسته زمین قرار دارند. به ویژه، آنها اکثریت گاز و نفت را تشکیل می دهند. این به وضوح در طول پردازش دومی مشاهده می شود: مقدار زیادی از مواد در این فرآیند آزاد می شوند که بیشتر آنها به طور خاص به هیدروکربن ها مربوط می شوند. گاز و اصلاً 80 تا 97 درصد معمولاً متان است. علاوه بر این، متان از تجزیه زباله های آلی تولید می شود و باقی می ماند، بنابراین تولید آن مشکل جدی ندارد.
سایر منابع هیدروکربن - آزمایشگاه ها. موادی که در طبیعت وجود ندارند را می توان با استفاده از واکنش های شیمیایی از ترکیبات دیگر سنتز کرد.
استفاده
هیدروکربن ها نقش بزرگی در زندگی مدرن بشر دارند. نفت و گاز به منابع بسیار با ارزشی تبدیل شده اند زیرا به عنوان سوخت و حامل انرژی عمل می کنند. اما اینها تنها راه های استفاده از ترکیبات این کلاس نیستند. هیدروکربن ها به معنای واقعی کلمه همه چیزهایی هستند که افراد را در زندگی روزمره احاطه می کنند. به کمک پلیمریزاسیون می توان مواد جدیدی به دست آورد که از آنها انواع پلاستیک، پارچه و … ساخته می شود، نفت سفید، حلال ها، رنگ ها و لاک ها، پارافین ها، آسفالت، قیر، قیر و این مهم نیست. محصولاتپالایش نفت - بنزین و سوخت دیزل.
اهمیت این مواد بسیار زیاد است. هم هیدروکربن های اشباع نشده و هم هیدروکربن های اشباع صدها و هزاران چیز هستند که هر فردی به آن عادت دارد و بدون آن ها در ساده ترین شرایط نمی تواند انجام دهد. همانطور که تحلیلگران پیش بینی می کنند، حتی با در نظر گرفتن این واقعیت که ذخایر نفت و گاز تمام می شود، امتناع از استفاده از آنها بسیار دشوار است. بشریت در حال حاضر فعالانه به دنبال منابع انرژی جایگزین است، اما هیچ یک از گزینه ها هنوز کارایی و تطبیق پذیری مشابه هیدروکربن ها را از خود نشان نداده اند.
