Šiai medžiagų grupei priklauso nafta ir metanas, gamtinės dujos. Jų įvairovė didžiulė. Žinoma, aš kalbu apie angliavandenilius. Tai kartu viena iš labiausiai paplitusių ir labiausiai žmonijai reikalingų medžiagų. Kas jie tokie? Verta prisiminti, kas buvo chemija 9 klasėje.
Angliavandeniliai
Ši medžiagų klasė jungia įvairius junginius, kurių daugumą žmonės ilgą laiką sėkmingai naudojo savo reikmėms. Taip yra dėl to, kad anglis labai lengvai sudaro cheminius ryšius, ypač su vandeniliu, todėl yra tokia įvairovė. Be jo gyvenimas, kaip mes žinome, būtų neįmanomas.
Angliavandeniliai yra medžiagos, susidedančios iš dviejų elementų: anglies ir vandenilio. Jų molekulės gali būti ne tik linijinės, bet ir šakotos, taip pat sudaryti uždarus ciklus.
Klasifikacija
Anglis sudaro keturias jungtis, o vandenilis – vieną. Bet tai nereiškia, kad jų santykis visada yra nuo 1 iki 4. Faktas yra tas, kad tarp anglies atomų gali būti ne tik viengubos, bet ir dvigubos, taip pat trigubos jungtys. Pagal šį kriterijų išskiriamos klasėsangliavandeniliai. Pirmuoju atveju šios medžiagos vadinamos sočiosiomis (arba alkanais), o antruoju – nesočiosiomis arba nesočiosiomis (alkenais ir alkinais atitinkamai dviem ir trims ryšiams).
Kita klasifikacija apima molekulės įvertinimą. Šiuo atveju išskiriami alifatiniai angliavandeniliai, kurių struktūra yra linijinė, ir karbocikliniai, uždaros grandinės pavidalu. Pastarieji savo ruožtu skirstomi į aliciklinius ir aromatinius.
Be to, angliavandeniliai dažnai polimerizuojasi – identiškų molekulių prijungimo viena prie kitos procesas. Rezultatas – visiškai nauja medžiaga, nepanaši į pagrindą. Pavyzdys yra polietilenas, pagamintas tik iš etileno. Tai įmanoma tik tada, kai kalbama apie nesočiuosius angliavandenilius.
Struktūros, kurios taip pat priklauso nesočiųjų klasei, laisvųjų radikalų pagalba taip pat gali pridėti naujų atomų, išskyrus vandenilį. Tokiu atveju gaunamos kitos organinės medžiagos: alkoholiai, aminai, ketonai, eteriai, b altymai ir kt. Bet tai visiškai atskiros chemijos temos.
Pavyzdžiai
Angliavandeniliai yra didžiulė medžiagų įvairovė, net ir atsižvelgiant į klasifikaciją. Tačiau vis tiek verta trumpai išvardyti junginių, įtrauktų į šią daugybę klasių, pavadinimus.
- Pagrindiniai angliavandeniliai yra metanas, etanas, propanas, butanas, pentanas, heksanas, heptanas ir kt. Pirmasis ir trečiasis pavadinimai tikriausiai žinomi net tiems, kurie nėra ypač draugiški chemijai. Taigigana įprastos dujų rūšys vadinamos.
- Alkenų (olefinų) klasė apima eteną (etileną), propeną (propileną), buteną, penteną, hekseną ir kt.
- Alkinai apima etiną (acetileną), propiną, butiną, pentiną, heksiną ir kt.
- Beje, dvigubos ir trigubos obligacijos gali būti ne vienkartinės. Šiuo atveju tokios struktūros priklauso alkadienams ir alkadinams. Tačiau nesigilinkite.
- Kalbant apie angliavandenilius, kurių struktūra uždara, jie turi savo pavadinimus: cikloalkanai, cikloalkenai ir cikloalkinai.
- Pirmųjų pavadinimai: ciklopropanas, ciklobutanas, ciklopentanas, cikloheksanas ir kt.
- Antrai klasei priklauso ciklopropenas, ciklobutenas, ciklopentenas, cikloheksenas ir kt.
- Pagaliau – cikloalkinai, kurių gamtoje nėra. Juos sintetinti bandė labai ilgai ir ilgai, o tai buvo įmanoma tik XX amžiaus pradžioje. Cikloalkino molekulės susideda iš mažiausiai 8 anglies atomų. Kai mažiau, ryšys tiesiog nestabilus dėl per didelės įtampos.
- Yra ir arenų (aromatinių angliavandenilių), kurių paprasčiausias ir labiausiai paplitęs atstovas yra benzenas. Šiai klasei taip pat priklauso naftalenas, furanas, tiofenas, indolas ir kt.
Ypatybės
Kaip minėta pirmiau, angliavandeniliai yra didžiulis įvairių medžiagų kiekis. Todėl šiek tiek keista kalbėti apie bendras jų savybes, nes jų tiesiog nėra.
Vienintelis dalykas, kurį galima laikyti ta pačia visų angliavandenilių savybe, yra sudėtis. Taip pat tai, kad kiekvienos eilutės pradžiojedidėjant anglies atomų skaičiui, vyksta perėjimas iš dujinės ir skystos formos į kietą.
Yra dar vienas panašumas: visi angliavandeniliai gerai užsidega. Tokiu atveju išsiskiria daug šilumos, susidaro anglies dioksidas ir vanduo.
Natūralūs š altiniai
Kaip ir kiti mineralai, kai kurie angliavandeniliai yra nuosėdų ir atsargų pavidalu žemės plutoje. Visų pirma, jie sudaro didžiąją dalį dujų ir naftos. Tai aiškiai matoma apdorojant pastarąjį: proceso metu išsiskiria didžiulis kiekis medžiagų, kurių dauguma yra konkrečiai susijusios su angliavandeniliais. Dujos ir išvis 80-97% dažniausiai susideda iš metano. Be to, metanas susidaro irstant organinėms atliekoms ir lieka, todėl jo gamyba nėra rimta problema.
Kiti angliavandenilių š altiniai – laboratorijos. Tos medžiagos, kurių gamtoje nėra, galima susintetinti iš kitų junginių naudojant chemines reakcijas.
Naudoti
Angliavandeniliai vaidina didžiulį vaidmenį šiuolaikiniame žmonijos gyvenime. Nafta ir dujos tapo labai vertingais ištekliais, nes tarnauja kaip kuro ir energijos nešėjai. Tačiau tai nėra vieninteliai šios klasės junginių naudojimo būdai. Angliavandeniliai yra tiesiog viskas, kas supa žmones kasdieniame gyvenime. Polimerizacijos pagalba pavyko gauti naujų medžiagų, iš kurių gaminami įvairūs plastikai, audiniai ir kt.. Žibalas, tirpikliai, dažai ir lakai, parafinai, asf altas, derva, bitumas, ir tai neskaičiuojant pagrindinių. Produktainaftos perdirbimas – benzinas ir dyzelinas.
Šių medžiagų reikšmė didžiulė. Tiek nesotieji, tiek sotieji angliavandeniliai – tai šimtai ir tūkstančiai dalykų, prie kurių kiekvienas žmogus yra įpratęs ir be jų negali išsiversti paprasčiausiose situacijose. Atsisakyti jų naudojimo yra nepaprastai sunku, net atsižvelgiant į tai, kad naftos ir dujų atsargos baigsis, kaip prognozuoja analitikai. Žmonija jau aktyviai ieško alternatyvių energijos š altinių, tačiau nė vienas iš variantų dar nepasirodė tokio pat efektyvumo ir universalumo kaip angliavandeniliai.
