Šajā vielu grupā ietilpst nafta un metāns, dabasgāze. To daudzveidība ir liela. Es, protams, runāju par ogļūdeņražiem. Tajā pašā laikā tā ir viena no visizplatītākajām un cilvēces pieprasītākajām vielām. Kas viņi ir? Ir vērts atcerēties, par ko bija ķīmija 9. klasē.
Ogļūdeņraži
Šajā vielu klasē ir apvienoti dažādi savienojumi, no kuriem lielāko daļu cilvēki jau ilgu laiku ir veiksmīgi izmantojuši saviem mērķiem. Tas ir saistīts ar faktu, ka ogleklis ļoti viegli veido ķīmiskās saites, īpaši ar ūdeņradi, tāpēc pastāv tik daudzveidība. Bez tā dzīve, kādu mēs zinām, nebūtu iespējama.
Ogļūdeņraži ir vielas, kas sastāv no diviem elementiem: oglekļa un ūdeņraža. To molekulas var būt ne tikai lineāras, bet arī sazarotas, kā arī veidot slēgtus ciklus.
Klasifikācija
Ogleklis veido četras saites, un ūdeņradis veido vienu. Bet tas nenozīmē, ka to attiecība vienmēr ir 1 pret 4. Fakts ir tāds, ka starp oglekļa atomiem var būt ne tikai vienkāršās, bet arī dubultās, kā arī trīskāršās saites. Saskaņā ar šo kritēriju tiek izdalītas klasesogļūdeņraži. Pirmajā gadījumā šīs vielas sauc par piesātinātām (vai alkāniem), bet otrajā - par nepiesātinātām vai nepiesātinātām (attiecīgi alkēniem un alkīniem divām un trim saitēm).
Cita klasifikācija ietver molekulas apsvēršanu. Šajā gadījumā izšķir alifātiskos ogļūdeņražus, kuru struktūra ir lineāra, un karbocikliskus, slēgtas ķēdes formā. Pēdējās savukārt iedala alicikliskajos un aromātiskajos.
Turklāt ogļūdeņraži bieži tiek pakļauti polimerizācijai - identisku molekulu savstarpējai pievienošanai. Rezultāts ir pilnīgi jauns materiāls, kas nav līdzīgs pamatnei. Piemērs ir polietilēns, kas izgatavots tikai no etilēna. Tas ir iespējams tikai tad, ja runa ir par nepiesātinātajiem ogļūdeņražiem.
Struktūras, kas arī pieder nepiesātināto klasei, ar savu brīvo radikāļu palīdzību var pievienot arī citus atomus, izņemot ūdeņradi. Šajā gadījumā tiek iegūtas citas organiskas vielas: spirti, amīni, ketoni, ēteri, olb altumvielas utt. Bet tās ir pilnīgi atsevišķas tēmas ķīmijā.
Piemēri
Ogļūdeņraži ir ļoti dažādas vielas, pat ņemot vērā klasifikāciju. Tomēr ir vērts īsi uzskaitīt šajā daudzajā klasē iekļauto savienojumu nosaukumus.
- Galīgie ogļūdeņraži ir metāns, etāns, propāns, butāns, pentāns, heksāns, heptāns utt. Pirmais un trešais nosaukums droši vien ir pazīstams pat tiem, kas nav īpaši draudzīgi ar ķīmiju. Tātadtiek saukti diezgan izplatīti gāzu veidi.
- Alkēnu (olefīnu) klasē ietilpst etēns (etilēns), propēns (propilēns), butēns, pentēns, heksēns utt.
- Alkīni ietver etīnu (acetilēnu), propīnu, butīnu, pentinu, heksīnu utt.
- Starp citu, dubultās un trīskāršās saites var nebūt atsevišķas. Šajā gadījumā šādas struktūras pieder alkadiēniem un alkadiīniem. Bet neiedziļinieties.
- Ogļūdeņražiem, kuru struktūra ir slēgta, tiem ir savi nosaukumi: cikloalkāni, cikloalkēni un cikloalkīni.
- Pirmo vārdu nosaukumi: ciklopropāns, ciklobutāns, ciklopentāns, cikloheksans utt.
- Otrajā klasē ietilpst ciklopropēns, ciklobutēns, ciklopentēns, cikloheksēns utt.
- Beidzot cikloalkīni, kas dabā nav sastopami. Viņi mēģināja tos sintezēt ļoti ilgi un ilgi, un tas bija iespējams tikai 20. gadsimta sākumā. Cikloalkīna molekulas sastāv no vismaz 8 oglekļa atomiem. Ja ir mazāks, savienojums ir vienkārši nestabils pārāk liela sprieguma dēļ.
- Ir arī arēni (aromātiskie ogļūdeņraži), kuru vienkāršākais un izplatītākais pārstāvis ir benzols. Šajā klasē ietilpst arī naftalīns, furāns, tiofēns, indols utt.
Properties
Kā minēts iepriekš, ogļūdeņraži ir milzīgs daudzums dažādu vielu. Tāpēc ir nedaudz dīvaini runāt par to kopīgajām īpašībām, jo tādu vienkārši nav.
Vienīgais, ko var uzskatīt par vienu un to pašu īpašību visiem ogļūdeņražiem, ir sastāvs. Un arī tas, ka katras rindas sākumāpalielinoties oglekļa atomu skaitam, notiek pāreja no gāzveida un šķidras formas uz cietu.
Ir vēl viena līdzība: visiem ogļūdeņražiem ir laba uzliesmojamība. Šajā gadījumā izdalās daudz siltuma, veidojas oglekļa dioksīds un ūdens.
Dabiskie avoti
Tāpat kā citi minerāli, daži ogļūdeņraži atrodas nogulšņu un rezervju veidā zemes garozā. Jo īpaši tie veido lielāko daļu gāzes un naftas. Tas ir skaidri redzams pēdējās apstrādes laikā: procesā izdalās milzīgs daudzums vielu, no kurām lielākā daļa attiecas tieši uz ogļūdeņražiem. Gāze un vispār par 80-97% parasti sastāv no metāna. Turklāt metāns rodas, sadaloties organiskajiem atkritumiem un paliek, tāpēc tā ražošana nav nopietna problēma.
Citi ogļūdeņražu avoti - laboratorijas. Tās vielas, kas dabā nav sastopamas, var sintezēt no citiem savienojumiem, izmantojot ķīmiskas reakcijas.
Izmantot
Ogļūdeņražiem ir milzīga nozīme mūsdienu cilvēces dzīvē. Nafta un gāze ir kļuvuši par ļoti vērtīgiem resursiem, jo kalpo kā degvielas un enerģijas nesēji. Bet šie nav vienīgie veidi, kā izmantot šīs klases savienojumus. Ogļūdeņraži ir burtiski viss, kas ieskauj cilvēku ikdienas dzīvē. Ar polimerizācijas palīdzību bija iespējams iegūt jaunus materiālus, no kuriem tiek izgatavotas dažāda veida plastmasas, audumi u.c.. Petroleja, šķīdinātāji, krāsas un lakas, parafīni, asf alts, darva, bitumens, un tas neskaita galvenos. produktiemnaftas pārstrāde - benzīns un dīzeļdegviela.
Šo vielu nozīme ir milzīga. Gan nepiesātinātie, gan piesātinātie ogļūdeņraži ir simtiem un tūkstošiem lietu, pie kurām katrs cilvēks ir pieradis un bez tiem nevar iztikt vienkāršākajās situācijās. Atteikties no to izmantošanas ir ārkārtīgi grūti, pat ņemot vērā to, ka naftas un gāzes rezerves beigsies, kā prognozē analītiķi. Cilvēce jau aktīvi meklē alternatīvus enerģijas avotus, taču neviena no iespējām vēl nav pierādījusi tādu pašu efektivitāti un daudzpusību kā ogļūdeņraži.
