Ebbe az anyagcsoportba tartozik az olaj és a metán, valamint a földgáz. Nagy a sokszínűségük. Természetesen a szénhidrogénekről beszélek. Ugyanakkor az egyik legelterjedtebb és az emberiség által leginkább keresett anyag. Kik ők? Érdemes felidézni, miről szólt a kémia a 9. osztályban.
Szénhidrogének
Ez az anyagosztály számos vegyületet egyesít, amelyek többségét az emberek már régóta sikeresen használják saját céljaira. Ez annak köszönhető, hogy a szén nagyon könnyen képez kémiai kötéseket, különösen a hidrogénnel, ezért van ilyen sokféleség. Enélkül az élet, ahogyan tudjuk, lehetetlen lenne.
A szénhidrogének két elemből állnak: szénből és hidrogénből. Molekuláik nem csak lineárisak, hanem elágazóak is lehetnek, és zárt ciklusokat is alkothatnak.
Osztályozás
A szén négy kötést alkot, a hidrogén pedig egyet. De ez nem jelenti azt, hogy arányuk mindig 1:4. A helyzet az, hogy a szénatomok között nemcsak egyszeres, hanem kettős és hármas kötések is lehetnek. E kritérium szerint osztályokat különböztetnek megszénhidrogének. Az első esetben ezeket az anyagokat telítettnek (vagy alkánoknak), a másodikban telítetlennek vagy telítetlennek nevezik (alkének és alkinok két és három kötés esetén).
Egy másik osztályozás magában foglalja a molekula figyelembevételét. Ebben az esetben megkülönböztetik az alifás szénhidrogéneket, amelyek szerkezete lineáris és karbociklusos, zárt lánc formájában. Ez utóbbiak pedig aliciklusosra és aromásra oszlanak.
Ezen kívül a szénhidrogének gyakran polimerizáción mennek keresztül – az azonos molekulák egymáshoz kapcsolásának folyamata. Az eredmény egy teljesen új anyag, nem hasonlít az alaphoz. Példa erre a polietilén, amely csak etilénből készül. Ez csak akkor lehetséges, ha telítetlen szénhidrogénekről van szó.
A szintén a telítetlenek osztályába tartozó szerkezetek a hidrogénen kívül új atomokat is képesek hozzáadni szabad gyökök segítségével. Ebben az esetben más szerves anyagokat kapnak: alkoholok, aminok, ketonok, éterek, fehérjék stb. De ezek teljesen külön témák a kémiában.
Példák
A szénhidrogének nagyon sokféle anyagot tartalmaznak, még az osztályozást is figyelembe véve. De mégis érdemes röviden felsorolni az ebbe a számos osztályba tartozó vegyületek nevét.
- A végső szénhidrogének a metán, etán, propán, bután, pentán, hexán, heptán stb. Az első és harmadik név valószínűleg még azok számára is ismerős, akik nem különösebben barátkoznak a kémiával. Ígyelég gyakori típusú gázokat neveznek.
- Az alkének (olefinek) osztályába tartozik az etén (etilén), propén (propilén), butén, pentén, hexén stb.
- Az alkinek közé tartozik az etin (acetilén), a propilén, a butin, a pentin, a hexin stb.
- Egyébként a kettős és hármas kötések nem biztos, hogy egyszeresek. Ebben az esetben az ilyen szerkezetek az alkadiénekhez és alkadiinokhoz tartoznak. De ne menj túl mélyre.
- Ami a zárt szerkezetű szénhidrogéneket illeti, saját nevük van: cikloalkánok, cikloalkének és cikloalkinek.
- Az első nevei: ciklopropán, ciklobután, ciklopentán, ciklohexán stb.
- A második osztályba a ciklopropén, ciklobutén, ciklopentén, ciklohexén stb. tartoznak.
- Végül a természetben nem előforduló cikloalkinek. Nagyon sokáig és sokáig próbálták szintetizálni, és ez csak a 20. század elején volt lehetséges. A cikloalkin molekulák legalább 8 szénatomot tartalmaznak. Kevesebbnél a kapcsolat egyszerűen instabil a túl nagy feszültség miatt.
- Léteznek arének (aromás szénhidrogének) is, amelyek legegyszerűbb és leggyakoribb képviselője a benzol. Ebbe az osztályba tartozik még a naftalin, furán, tiofén, indol stb.
Tulajdonságok
Amint fentebb említettük, a szénhidrogének hatalmas mennyiségű anyagokat tartalmaznak. Ezért kissé furcsa közös tulajdonságaikról beszélni, mert egyszerűen nincsenek ilyenek.
Az egyetlen dolog, ami minden szénhidrogén esetében azonos tulajdonságnak tekinthető, az az összetétel. És azt is, hogy minden sor elejéna szénatomok számának növekedésével a gáz halmazállapotú és folyékony halmazállapotú halmazállapotból szilárd halmazállapotúvá alakul át.
Van még egy hasonlóság: minden szénhidrogénnek jó a gyúlékonysága. Ilyenkor sok hő szabadul fel, szén-dioxid és víz képződik.
Természetes források
A többi ásványhoz hasonlóan egyes szénhidrogének is lerakódások és tartalékok formájában találhatók a földkéregben. Különösen ők teszik ki a gáz és az olaj túlnyomó részét. Ez utóbbiak feldolgozása során jól látható: a folyamat során hatalmas mennyiségű anyag szabadul fel, amelyek többsége kifejezetten a szénhidrogénekhez kapcsolódik. A gáz és egyáltalán 80-97%-ban általában metánból áll. Ráadásul a metán a szerves hulladék bomlásakor keletkezik és visszamarad, így előállítása nem jelent komoly problémát.
Egyéb szénhidrogénforrások – laboratóriumok. A természetben nem előforduló anyagok más vegyületekből kémiai reakciók segítségével szintetizálhatók.
Használja
A szénhidrogének óriási szerepet játszanak az emberiség modern életében. Az olaj és a gáz nagyon értékes erőforrásokká váltak, mert üzemanyagként és energiahordozóként szolgálnak. De nem ez az egyetlen módja az ebbe az osztályba tartozó vegyületek felhasználásának. A szénhidrogének szó szerint minden, ami körülveszi az embereket a mindennapi életben. A polimerizáció segítségével új anyagokat lehetett nyerni, amelyekből különféle műanyagok, szövetek stb. készülnek Kerozin, oldószerek, festékek és lakkok, paraffinok, aszf alt, kátrány, bitumen, és ez nem számít a főnek. Termékekolajfinomítás - benzin és gázolaj.
Ezeknek az anyagoknak a jelentősége óriási. A telítetlen és a telített szénhidrogén is száz és ezer olyan dolog, amit minden ember megszokott, és a legegyszerűbb helyzetekben sem nélkülözheti. Használatukat rendkívül nehéz megtagadni, még annak figyelembevételével is, hogy az olaj- és gázkészletek kimerülnek, ahogyan azt elemzők jósolják. Az emberiség már aktívan keresi az alternatív energiaforrásokat, de egyik lehetőség sem mutatott olyan hatékonyságot és sokoldalúságot, mint a szénhidrogének.
