Do tejto skupiny látok patrí ropa a metán, zemný plyn. Ich rozmanitosť je veľká. Hovorím, samozrejme, o uhľovodíkoch. Je to zároveň jedna z najrozšírenejších a ľudstvom najžiadanejších látok. Čo sú zač? Stojí za to pripomenúť si, o čom bola chémia v 9. ročníku.
Uhľovodíky
Táto trieda látok kombinuje rôzne zlúčeniny, z ktorých väčšina je už dlho úspešne používaná ľuďmi na vlastné účely. Je to spôsobené tým, že uhlík veľmi ľahko vytvára chemické väzby, najmä s vodíkom, a preto existuje taká rozmanitosť. Bez nej by bol život, ako ho poznáme, nemožný.
Uhľovodíky sú látky pozostávajúce z dvoch prvkov: uhlíka a vodíka. Ich molekuly môžu byť nielen lineárne, ale aj rozvetvené a môžu tiež tvoriť uzavreté cykly.
Klasifikácia
Uhlík tvorí štyri väzby a vodík tvorí jednu. To však neznamená, že ich pomer je vždy 1 ku 4. Faktom je, že medzi atómami uhlíka môžu byť nielen jednoduché, ale aj dvojité, ako aj trojité väzby. Podľa tohto kritéria sa rozlišujú triedyuhľovodíkov. V prvom prípade sa tieto látky nazývajú nasýtené (alebo alkány) a v druhom - nenasýtené alebo nenasýtené (alkény a alkíny pre dve a tri väzby).
Ďalšia klasifikácia zahŕňa posúdenie molekuly. V tomto prípade sa rozlišujú alifatické uhľovodíky, ktorých štruktúra je lineárna a karbocyklická vo forme uzavretého reťazca. Posledné menované sa delia na alicyklické a aromatické.
Okrem toho uhľovodíky často podliehajú polymerizácii - procesu vzájomného spájania rovnakých molekúl. Výsledkom je úplne nový materiál, nie podobný základni. Príkladom je polyetylén, ktorý sa vyrába len z etylénu. To je možné len vtedy, keď ide o nenasýtené uhľovodíky.
Štruktúry, ktoré tiež patria do triedy nenasýtených, môžu pomocou svojich voľných radikálov pridávať aj nové atómy iné ako vodík. V tomto prípade sa získajú ďalšie organické látky: alkoholy, amíny, ketóny, étery, proteíny atď. Ale to sú úplne samostatné témy v chémii.
Príklady
Uhľovodíky sú obrovské množstvo látok, a to aj pri zohľadnení klasifikácie. Napriek tomu stojí za to stručne uviesť názvy zlúčenín zahrnutých v tejto početnej triede.
- Konečné uhľovodíky sú metán, etán, propán, bután, pentán, hexán, heptán atď. Prvé a tretie meno je pravdepodobne známe aj tým, ktorí sa s chémiou príliš nekamarátia. Takžecelkom bežné typy plynov sa nazývajú.
- Trieda alkénov (olefínov) zahŕňa etén (etylén), propén (propylén), butén, pentén, hexén atď.
- Alkíny zahŕňajú etín (acetylén), propín, butín, pentín, hexín atď.
- Mimochodom, dvojité a trojité väzby nemusia byť jednoduché. V tomto prípade takéto štruktúry patria k alkadiénom a alkadiínom. Ale nechoď príliš hlboko.
- Pokiaľ ide o uhľovodíky, ktorých štruktúra je uzavretá, majú svoje názvy: cykloalkány, cykloalkény a cykloalkíny.
- Názvy prvého: cyklopropán, cyklobután, cyklopentán, cyklohexán atď.
- Druhá trieda zahŕňa cyklopropén, cyklobutén, cyklopentén, cyklohexén atď.
- Nakoniec, cykloalkíny, ktoré sa v prírode nevyskytujú. Snažili sa ich syntetizovať veľmi dlho a dlho, a to sa podarilo až začiatkom 20. storočia. Cykloalkínové molekuly pozostávajú z najmenej 8 atómov uhlíka. Pri menšom množstve je pripojenie jednoducho nestabilné v dôsledku príliš vysokého napätia.
- Existujú aj arény (aromatické uhľovodíky), ktorých najjednoduchším a najbežnejším zástupcom je benzén. Do tejto triedy patria aj naftalén, furán, tiofén, indol atď.
Vlastnosti
Ako už bolo spomenuté vyššie, uhľovodíky sú obrovské množstvo širokej škály látok. Preto je trochu zvláštne hovoriť o ich spoločných vlastnostiach, pretože jednoducho žiadne neexistujú.
Jediná vec, ktorú možno považovať za rovnakú vlastnosť pre všetky uhľovodíky, je zloženie. A tiež skutočnosť, že na začiatku každého raduso zvyšujúcim sa počtom atómov uhlíka dochádza k prechodu z plynnej a kvapalnej formy na pevnú.
Je tu ešte jedna podobnosť: všetky uhľovodíky majú dobrú horľavosť. V tomto prípade sa uvoľňuje veľa tepla, tvorí sa oxid uhličitý a voda.
Prírodné pramene
Podobne ako iné nerasty, aj niektoré uhľovodíky sa nachádzajú vo forme ložísk a zásob v zemskej kôre. Predovšetkým tvoria väčšinu plynu a ropy. To je zreteľne vidieť pri ich spracovaní: v procese sa uvoľňuje obrovské množstvo látok, z ktorých väčšina sa týka konkrétne uhľovodíkov. Plyn a vôbec 80-97% zvyčajne pozostáva z metánu. Navyše metán vzniká rozkladom organického odpadu a zostáva, takže jeho produkcia nepredstavuje vážny problém.
Iné zdroje uhľovodíkov – laboratóriá. Tie látky, ktoré sa v prírode nevyskytujú, môžu byť syntetizované z iných zlúčenín pomocou chemických reakcií.
Použiť
Uhľovodíky hrajú obrovskú úlohu v modernom živote ľudstva. Ropa a plyn sa stali veľmi cennými zdrojmi, pretože slúžia ako palivo a nosič energie. Ale toto nie sú jediné spôsoby použitia zlúčenín z tejto triedy. Uhľovodíky sú doslova všetko, čo obklopuje ľudí v každodennom živote. Pomocou polymerizácie bolo možné získať nové materiály, z ktorých sa vyrábajú rôzne druhy plastov, tkanín a pod.. Petrolej, rozpúšťadlá, farby a laky, parafíny, asf alt, decht, bitúmen, a to nepočítame hlavné Produktyrafinácia ropy – benzín a nafta.
Význam týchto látok je obrovský. Nenasýtené aj nasýtené uhľovodíky sú stovky a tisíce vecí, na ktoré je každý človek zvyknutý a nezaobíde sa bez nich v tých najjednoduchších situáciách. Je mimoriadne ťažké odmietnuť ich použitie, aj keď vezmeme do úvahy skutočnosť, že zásoby ropy a plynu sa minú, ako predpovedajú analytici. Ľudstvo už aktívne hľadá alternatívne zdroje energie, ale žiadna z možností zatiaľ nepreukázala rovnakú účinnosť a všestrannosť ako uhľovodíky.
