Deze groep stoffen omvat olie en methaan, aardgas. Hun diversiteit is groot. Ik heb het natuurlijk over koolwaterstoffen. Het is tegelijkertijd een van de meest wijdverbreide en meest gevraagde stoffen van de mensheid. Wat zijn zij? Het is de moeite waard om te onthouden waar scheikunde over ging in klas 9.
Koolwaterstoffen
Deze klasse van stoffen combineert een verscheidenheid aan verbindingen, waarvan de meeste al lange tijd met succes door mensen voor hun eigen doeleinden worden gebruikt. Dit komt door het feit dat koolstof heel gemakkelijk chemische bindingen aangaat, vooral met waterstof, en daarom is er zo'n variëteit. Zonder dat zou het leven zoals we het kennen onmogelijk zijn.
Koolwaterstoffen zijn stoffen die uit twee elementen bestaan: koolstof en waterstof. Hun moleculen kunnen niet alleen lineair, maar ook vertakt zijn en ook gesloten kringlopen vormen.
Classificatie
Koolstof vormt vier bindingen en waterstof vormt één. Maar dit betekent niet dat hun verhouding altijd 1 tot 4 is. Feit is dat er tussen koolstofatomen niet alleen enkele, maar ook dubbele en driedubbele bindingen kunnen zijn. Volgens dit criterium worden klassen onderscheidenkoolwaterstoffen. In het eerste geval worden deze stoffen verzadigd (of alkanen) genoemd, en in het tweede geval - onverzadigd of onverzadigd (respectievelijk alkenen en alkynen voor twee en drie bindingen).
Een andere classificatie omvat de overweging van het molecuul. In dit geval worden alifatische koolwaterstoffen onderscheiden, waarvan de structuur lineair en carbocyclisch is in de vorm van een gesloten keten. Deze laatste zijn op hun beurt onderverdeeld in alicyclische en aromatische.
Bovendien ondergaan koolwaterstoffen vaak polymerisatie - het proces waarbij identieke moleculen aan elkaar worden gehecht. Het resultaat is een volledig nieuw materiaal, niet vergelijkbaar met de basis. Een voorbeeld is polyethyleen, dat is gemaakt van alleen ethyleen. Dit kan alleen als het gaat om onverzadigde koolwaterstoffen.
Structuren, die ook tot de klasse van de onverzadigde behoren, kunnen met behulp van hun vrije radicalen ook andere atomen dan waterstof toevoegen. In dit geval worden andere organische stoffen verkregen: alcoholen, aminen, ketonen, ethers, eiwitten, enz. Maar dit zijn volledig gescheiden onderwerpen in de chemie.
Voorbeelden
Koolwaterstoffen zijn een enorme verscheidenheid aan stoffen, zelfs rekening houdend met de classificatie. Maar toch is het de moeite waard om de namen van de verbindingen in deze talrijke klasse kort op te sommen.
- Ultimate koolwaterstoffen zijn methaan, ethaan, propaan, butaan, pentaan, hexaan, heptaan, enz. De voor- en derde namen zijn waarschijnlijk bekend, zelfs voor degenen die niet bijzonder vriendelijk zijn met chemie. Dusvrij veel voorkomende soorten gassen worden genoemd.
- De klasse van alkenen (olefinen) omvat etheen (ethyleen), propeen (propyleen), buteen, penteen, hexeen, enz.
- Alkynen omvatten ethyn (acetyleen), propyn, butyn, pentyn, hexine, enz.
- Trouwens, dubbele en driedubbele bindingen zijn misschien niet enkelvoudig. In dit geval behoren dergelijke structuren tot alkadiënen en alkadiïnen. Maar ga niet te diep.
- De koolwaterstoffen, waarvan de structuur gesloten is, hebben hun eigen namen: cycloalkanen, cycloalkenen en cycloalkynen.
- Namen van de eerste: cyclopropaan, cyclobutaan, cyclopentaan, cyclohexaan, enz.
- De tweede klasse omvat cyclopropeen, cyclobuteen, cyclopenteen, cyclohexeen, enz.
- Tot slot, cycloalkynen die niet in de natuur voorkomen. Ze probeerden ze heel lang en heel lang te synthetiseren, en dit was alleen mogelijk aan het begin van de 20e eeuw. Cycloalkynmoleculen bestaan uit minimaal 8 koolstofatomen. Met minder is de verbinding gewoon onstabiel door te veel spanning.
- Er zijn ook arenen (aromatische koolwaterstoffen), waarvan benzeen de eenvoudigste en meest voorkomende vertegenwoordiger is. Ook in deze klasse zijn naftaleen, furan, thiofeen, indol, enz.
Eigenschappen
Zoals hierboven vermeld, zijn koolwaterstoffen een enorme hoeveelheid van een grote verscheidenheid aan stoffen. Daarom is het enigszins vreemd om over hun gemeenschappelijke eigenschappen te praten, omdat die er gewoon niet zijn.
Het enige dat voor alle koolwaterstoffen als hetzelfde kan worden beschouwd, is de samenstelling. En ook het feit dat aan het begin van elke rij,naarmate het aantal koolstofatomen toeneemt, is er een overgang van een gasvormige en vloeibare vorm naar een vaste stof.
Er is nog een overeenkomst: alle koolwaterstoffen zijn goed ontvlambaar. In dit geval komt er veel warmte vrij, kooldioxide en water worden gevormd.
Natuurlijke bronnen
Net als andere mineralen bevinden sommige koolwaterstoffen zich in de vorm van afzettingen en reserves in de aardkorst. Ze vormen met name het grootste deel van gas en olie. Bij de verwerking van deze laatste is dat duidelijk te zien: bij het proces komen enorm veel stoffen vrij, waarvan de meeste specifiek betrekking hebben op koolwaterstoffen. Gas bestaat voor 80-97% meestal uit methaan. Bovendien wordt methaan geproduceerd door de afbraak van organisch afval en restanten, dus de productie ervan is geen serieus probleem.
Andere bronnen van koolwaterstoffen - laboratoria. Die stoffen die niet in de natuur voorkomen, kunnen met behulp van chemische reacties uit andere verbindingen worden gesynthetiseerd.
Gebruik
Koolwaterstoffen spelen een grote rol in het moderne leven van de mensheid. Olie en gas zijn zeer waardevolle hulpbronnen geworden omdat ze dienen als brandstof en energiedragers. Maar dit zijn niet de enige manieren om verbindingen uit deze klasse te gebruiken. Koolwaterstoffen zijn letterlijk alles wat mensen in het dagelijks leven omringt. Met behulp van polymerisatie was het mogelijk om nieuwe materialen te verkrijgen waaruit verschillende soorten kunststoffen, weefsels, enz. Worden gemaakt Kerosine, oplosmiddelen, verven en vernissen, paraffines, asf alt, teer, bitumen, en dit is niet meegerekend de belangrijkste productenolieraffinage - benzine en diesel.
Het belang van deze stoffen is enorm. Zowel onverzadigde als verzadigde koolwaterstoffen zijn honderden en duizenden dingen waaraan iedereen gewend is en in de eenvoudigste situaties niet zonder kan. Het is buitengewoon moeilijk om het gebruik ervan te weigeren, zelfs rekening houdend met het feit dat de olie- en gasreserves zullen opraken, zoals analisten voorspellen. De mensheid is al actief op zoek naar alternatieve energiebronnen, maar geen van de opties heeft tot nu toe dezelfde efficiëntie en veelzijdigheid laten zien als koolwaterstoffen.
