هذه المجموعة من المواد تشمل النفط والميثان والغاز الطبيعي. تنوعهم عظيم. أنا أتحدث بالطبع عن الهيدروكربونات. إنها في نفس الوقت واحدة من أكثر المواد البشرية انتشارًا وأكثرها طلبًا. ما هم؟ يجدر بنا أن نتذكر ماهية الكيمياء في الصف التاسع.
الهيدروكربونات
تجمع هذه الفئة من المواد بين مجموعة متنوعة من المركبات ، والتي استخدم البشر معظمها بنجاح لأغراضهم الخاصة لفترة طويلة. هذا يرجع إلى حقيقة أن الكربون يشكل روابط كيميائية بسهولة شديدة ، خاصة مع الهيدروجين ، وهذا هو سبب وجود مثل هذا التنوع. بدونها تكون الحياة كما نعرفها مستحيلة
الهيدروكربونات مواد تتكون من عنصرين: الكربون والهيدروجين. لا يمكن أن تكون جزيئاتها خطية فحسب ، بل يمكن أن تكون متفرعة أيضًا ، وتشكل أيضًا دورات مغلقة.
التصنيف
يشكل الكربون أربع روابط ، ويشكل الهيدروجين رابطة واحدة. لكن هذا لا يعني أن نسبتهم دائمًا ما تكون من 1 إلى 4. والحقيقة هي أنه بين ذرات الكربون لا يمكن أن يكون هناك روابط مفردة فحسب ، بل روابط ثنائية وثلاثية أيضًا. وفقًا لهذا المعيار ، يتم تمييز الفئاتالهيدروكربونات. في الحالة الأولى ، تسمى هذه المواد المشبعة (أو الألكانات) ، وفي الحالة الثانية - غير المشبعة أو غير المشبعة (الألكينات والألكينات لرابطتين وثلاثة روابط ، على التوالي).
تصنيف آخر يتضمن النظر في الجزيء. في هذه الحالة ، يتم تمييز الهيدروكربونات الأليفاتية ، والتي يكون هيكلها خطيًا ، وكربونيًا دائريًا ، في شكل سلسلة مغلقة. الأخير ، بدوره ، ينقسم إلى عطري وحلق.
إلى جانب ذلك ، غالبًا ما تخضع الهيدروكربونات للبلمرة - عملية ربط الجزيئات المتماثلة ببعضها البعض. والنتيجة مادة جديدة تمامًا لا تشبه القاعدة. مثال على ذلك البولي إيثيلين ، وهو مصنوع من الإيثيلين فقط. هذا ممكن فقط عندما يتعلق الأمر بالهيدروكربونات غير المشبعة.
الهياكل ، التي تنتمي أيضًا إلى فئة غير المشبعة ، يمكنها أيضًا إضافة ذرات جديدة غير الهيدروجين بمساعدة جذورها الحرة. في هذه الحالة ، يتم الحصول على مواد عضوية أخرى: الكحوليات ، الأمينات ، الكيتونات ، الإيثرات ، البروتينات ، إلخ. لكن هذه موضوعات منفصلة تمامًا في الكيمياء.
أمثلة
الهيدروكربونات هي مجموعة كبيرة ومتنوعة من المواد ، حتى مع مراعاة التصنيف. لكن مع ذلك ، يجدر سرد أسماء المركبات المدرجة في هذه الفئة العديدة بإيجاز.
- الهيدروكربونات النهائية هي الميثان ، والإيثان ، والبروبان ، والبيوتان ، والبنتان ، والهكسان ، والهبتان ، وما إلى ذلك. ربما تكون الأسماء الأولى والثالثة مألوفة حتى لأولئك الذين لا يتمتعون بالكيمياء بشكل خاص. لذاتسمى الأنواع الشائعة جدًا من الغازات.
- فئة الألكينات (الأوليفينات) تشمل الإيثين (الإيثيلين) ، البروبين (البروبيلين) ، البيوتين ، البنتين ، الهكسين ، إلخ.
- Alkynes تشمل إيثين (أسيتيلين) ، بروبين ، بوتين ، بنتين ، هيكسين ، إلخ.
- بالمناسبة ، قد لا تكون السندات المزدوجة والثلاثية مفردة. في هذه الحالة ، تنتمي هذه الهياكل إلى Alkadienes و alkadiines. لكن لا تتعمق أكثر من اللازم
- أما بالنسبة للهيدروكربونات ، التي تم إغلاق هيكلها ، فلها أسمائها الخاصة: الألكانات الحلقية والألكينات الحلقية والألكينات الحلقية.
- الأسماء الأولى: البروبان الحلقي ، السيكلوبوتان ، السيكلوبنتان ، الهكسان الحلقي ، إلخ.
- الفئة الثانية تشمل السيكلوبروبين ، السيكلوبوتين ، السيكلوبنتين ، الهكسين الحلقي ، إلخ.
- أخيرًا ، الألكينات الحلقية التي لا تحدث في الطبيعة. لقد حاولوا توليفها لفترة طويلة جدًا ولفترة طويلة ، وكان هذا ممكنًا فقط في بداية القرن العشرين. تتكون جزيئات سيكلو ألكين من 8 ذرات كربون على الأقل. مع القليل ، يكون الاتصال ببساطة غير مستقر بسبب الجهد الزائد.
- هناك أيضًا أرينيس (هيدروكربونات عطرية) ، أبسط وأشهر ممثل لها هو البنزين. يوجد أيضًا في هذه الفئة النفثالين ، الفوران ، الثيوفين ، الإندول ، إلخ.
خصائص
كما ذكرنا سابقًا ، الهيدروكربونات عبارة عن كمية هائلة من مجموعة متنوعة من المواد. لذلك ، من الغريب إلى حد ما الحديث عن ممتلكاتهم المشتركة ، لأنه ببساطة لا يوجد شيء.
الشيء الوحيد الذي يمكن اعتباره نفس الميزة لجميع الهيدروكربونات هو التركيب. وكذلك حقيقة أنه في بداية كل صف ،مع زيادة عدد ذرات الكربون ، هناك انتقال من الصورة الغازية والسائلة إلى الحالة الصلبة.
هناك تشابه آخر: كل الهيدروكربونات لها قابلية جيدة للاشتعال. في هذه الحالة ، يتم إطلاق الكثير من الحرارة ، ويتكون ثاني أكسيد الكربون والماء.
الينابيع الطبيعية
مثل المعادن الأخرى ، توجد بعض الهيدروكربونات في شكل رواسب واحتياطيات في قشرة الأرض. على وجه الخصوص ، يشكلون غالبية الغاز والنفط. يظهر هذا بوضوح أثناء معالجة الأخير: يتم إطلاق كمية هائلة من المواد في هذه العملية ، ومعظمها يتعلق على وجه التحديد بالهيدروكربونات. الغاز و 80-97٪ يتكون عادة من الميثان. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج الميثان عن طريق تحلل النفايات العضوية وبقاياها ، لذا فإن إنتاجه لا يمثل مشكلة خطيرة.
مصادر أخرى للهيدروكربونات - المعامل. يمكن تصنيع تلك المواد التي لا تحدث في الطبيعة من مركبات أخرى باستخدام التفاعلات الكيميائية.
استخدم
الهيدروكربونات تلعب دورًا كبيرًا في الحياة العصرية للبشرية. أصبح النفط والغاز من المصادر القيمة للغاية لأنهما يعملان كناقلات للوقود والطاقة. لكن هذه ليست الطرق الوحيدة لاستخدام مركبات من هذه الفئة. الهيدروكربونات هي حرفياً كل ما يحيط بالناس في الحياة اليومية. بمساعدة البلمرة ، كان من الممكن الحصول على مواد جديدة تصنع منها أنواع مختلفة من البلاستيك والأقمشة وما إلى ذلك. منتجاتتكرير النفط - البنزين ووقود الديزل.
أهمية هذه المواد هائلة. كل من الهيدروكربونات غير المشبعة والمشبعة هي مئات وآلاف من الأشياء التي اعتاد عليها كل شخص ولا يمكنه الاستغناء عنها في أبسط المواقف. من الصعب للغاية رفض استخدامها حتى مع الأخذ في الاعتبار حقيقة أن احتياطيات النفط والغاز ستنفد ، كما يتوقع المحللون. تبحث البشرية بالفعل بنشاط عن مصادر طاقة بديلة ، ولكن لم يظهر أي من الخيارات حتى الآن نفس الكفاءة والتنوع مثل الهيدروكربونات.
