สารกลุ่มนี้ได้แก่ น้ำมัน มีเทน ก๊าซธรรมชาติ ความหลากหลายนั้นยอดเยี่ยม แน่นอน ฉันกำลังพูดถึงไฮโดรคาร์บอน ในเวลาเดียวกันเป็นหนึ่งในสารที่มนุษย์ต้องการอย่างกว้างขวางและเป็นที่ต้องการมากที่สุด พวกเขาคืออะไร? มันคุ้มค่าที่จะจดจำว่าวิชาเคมีเกี่ยวกับอะไรในชั้นประถมศึกษาปีที่ 9
ไฮโดรคาร์บอน
สารในกลุ่มนี้ประกอบด้วยสารประกอบหลายชนิด ซึ่งส่วนใหญ่มนุษย์ใช้อย่างประสบความสำเร็จเพื่อจุดประสงค์ของตนเองมาเป็นเวลานาน เนื่องจากคาร์บอนสร้างพันธะเคมีได้ง่ายมาก โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับไฮโดรเจน ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้เกิดพันธะเคมีที่หลากหลาย ถ้าไม่มีมัน ชีวิตอย่างที่เรารู้คงเป็นไปไม่ได้
ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารที่ประกอบด้วยสององค์ประกอบ: คาร์บอนและไฮโดรเจน. โมเลกุลของพวกมันไม่เพียงแต่เป็นเส้นตรงเท่านั้น แต่ยังแตกแขนงออกไปได้ และยังสร้างวงจรปิดด้วย
การจำแนก
คาร์บอนก่อตัวเป็นพันธะ 4 พันธะ และไฮโดรเจนก่อตัวเป็นพันธะเดียว แต่นี่ไม่ได้หมายความว่าอัตราส่วนของพวกมันจะอยู่ที่ 1 ต่อ 4 เสมอ ความจริงก็คือระหว่างอะตอมของคาร์บอนนั้นไม่เพียงมีพันธะเดี่ยวได้เท่านั้น ตามเกณฑ์นี้ ชั้นเรียนมีความโดดเด่นไฮโดรคาร์บอน ในกรณีแรก สารเหล่านี้เรียกว่าอิ่มตัว (หรืออัลเคน) และในกรณีที่สอง - ไม่อิ่มตัวหรือไม่อิ่มตัว (แอลคีนและอัลไคน์สำหรับพันธะสองและสามพันธะ ตามลำดับ)
อีกประเภทหนึ่งเกี่ยวข้องกับการพิจารณาโมเลกุล ในกรณีนี้ อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอนมีความโดดเด่น โครงสร้างที่เป็นเส้นตรงและคาร์โบไซคลิกในรูปแบบของสายโซ่ปิด ในทางกลับกัน แบ่งออกเป็นอะลิไซคลิกและอะโรมาติก
นอกจากนี้ ไฮโดรคาร์บอนมักจะผ่านกระบวนการโพลิเมอไรเซชัน ซึ่งเป็นกระบวนการในการยึดโมเลกุลที่เหมือนกันเข้าด้วยกัน ผลที่ได้คือวัสดุใหม่ทั้งหมดไม่เหมือนกับฐาน ตัวอย่างคือโพลิเอทิลีนซึ่งทำจากเอทิลีนเพียงอย่างเดียว สิ่งนี้จะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเป็นไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัว
โครงสร้างที่อยู่ในกลุ่มที่ไม่อิ่มตัวนั้นยังสามารถเติมอะตอมใหม่นอกเหนือจากไฮโดรเจนได้ด้วยความช่วยเหลือของอนุมูลอิสระ ในกรณีนี้ จะได้รับสารอินทรีย์อื่นๆ: แอลกอฮอล์ เอมีน คีโตน อีเทอร์ โปรตีน ฯลฯ แต่สิ่งเหล่านี้เป็นหัวข้อที่แยกจากกันโดยสิ้นเชิงในวิชาเคมี
ตัวอย่าง
ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารหลากหลายชนิด แม้จะคำนึงถึงการจำแนกประเภทด้วย แต่ถึงกระนั้น มันก็คุ้มค่าที่จะระบุชื่อสารประกอบที่รวมอยู่ในคลาสจำนวนมากนี้โดยสังเขป
- ไฮโดรคาร์บอนขั้นสุดยอด ได้แก่ มีเทน อีเทน โพรเพน บิวเทน เพนเทน เฮกเซน เฮปเทน ฯลฯ ชื่อแรกและชื่อที่สามอาจคุ้นเคยกับผู้ที่ไม่เป็นมิตรกับเคมีเป็นพิเศษ ดังนั้นเรียกว่าก๊าซชนิดทั่วไป
- ชั้นของแอลคีน (โอเลฟิน) ประกอบด้วยเอทิลีน (เอทิลีน), โพรพีน (โพรพิลีน), บิวทีน, เพนทีน, เฮกซีน เป็นต้น
- Alkynes ได้แก่ ethyne (acetylene), propyne, butyne, pentyn, hexine เป็นต้น
- อย่างไรก็ตาม พันธะสองและสามอาจไม่เป็นโสด ในกรณีนี้ โครงสร้างดังกล่าวเป็นของอัลคาเดียนและอัลคาไดอีน แต่อย่าลงลึกเกินไป
- สำหรับไฮโดรคาร์บอนที่มีโครงสร้างปิด มีชื่อเป็นของตัวเองว่า ไซโคลอัลเคน ไซโคลแอลคีน และไซโคลอัลไคเนส
- ชื่อแรก: ไซโคลโพรเพน ไซโคลบิวเทน ไซโคลเพนเทน ไซโคลเฮกเซน ฯลฯ
- ชั้นสอง ได้แก่ ไซโคลโพรพีน ไซโคลบิวทีน ไซโคลเพนทีน ไซโคลเฮกซีน ฯลฯ
- สุดท้าย ไซโคลแอลไคน์ที่ไม่เกิดขึ้นในธรรมชาติ พวกเขาพยายามสังเคราะห์พวกมันมาเป็นเวลานานและเป็นเวลานาน และนี่เป็นไปได้แค่ต้นศตวรรษที่ 20 เท่านั้น โมเลกุลของไซโคลอัลไคน์ประกอบด้วยคาร์บอนอย่างน้อย 8 อะตอม การเชื่อมต่อน้อยกว่านั้นไม่เสถียรเนื่องจากแรงดันไฟฟ้ามากเกินไป
- นอกจากนี้ยังมี arenes (อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน) ตัวแทนที่ง่ายและพบได้บ่อยที่สุดคือเบนซีน นอกจากนี้ในคลาสนี้ยังมีแนฟทาลีน ฟูแรน ไทโอฟีน อินโดล เป็นต้น
คุณสมบัติ
ดังที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารหลากหลายชนิด ดังนั้นจึงค่อนข้างแปลกที่จะพูดถึงคุณสมบัติทั่วไปของพวกมันเพราะไม่มีเลย
สิ่งเดียวที่ถือได้ว่าเป็นคุณสมบัติเดียวกันสำหรับไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดคือองค์ประกอบ และความจริงที่ว่าในตอนต้นของแต่ละแถวเมื่อจำนวนอะตอมของคาร์บอนเพิ่มขึ้น ก็จะมีการเปลี่ยนแปลงจากสถานะก๊าซและของเหลวไปเป็นของแข็ง
มีความคล้ายคลึงกัน: ไฮโดรคาร์บอนทั้งหมดมีความไวไฟดี ในกรณีนี้ จะเกิดความร้อนจำนวนมาก คาร์บอนไดออกไซด์ และน้ำเกิดขึ้น
น้ำพุธรรมชาติ
เช่นเดียวกับแร่ธาตุอื่นๆ ไฮโดรคาร์บอนบางชนิดจะอยู่ในรูปของตะกอนและปริมาณสำรองในเปลือกโลก โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกมันประกอบขึ้นเป็นก๊าซและน้ำมันเป็นส่วนใหญ่ สิ่งนี้เห็นได้ชัดเจนในระหว่างการประมวลผลของหลัง: มีการปล่อยสารจำนวนมากในกระบวนการซึ่งส่วนใหญ่เกี่ยวข้องกับไฮโดรคาร์บอนโดยเฉพาะ แก๊สและเลย 80-97% มักจะประกอบด้วยมีเทน นอกจากนี้ มีเทนเกิดจากการย่อยสลายของขยะอินทรีย์และยังคงอยู่ ดังนั้นการผลิตจึงไม่ใช่ปัญหาร้ายแรง
แหล่งไฮโดรคาร์บอนอื่นๆ - ห้องปฏิบัติการ สารที่ไม่ได้เกิดขึ้นในธรรมชาติสามารถสังเคราะห์จากสารประกอบอื่นได้โดยใช้ปฏิกิริยาเคมี
ใช้
ไฮโดรคาร์บอนมีบทบาทอย่างมากในชีวิตสมัยใหม่ของมนุษยชาติ น้ำมันและก๊าซได้กลายเป็นทรัพยากรที่มีค่ามากเพราะเป็นแหล่งเชื้อเพลิงและพลังงาน แต่นี่ไม่ใช่วิธีเดียวที่จะใช้สารประกอบจากคลาสนี้ ไฮโดรคาร์บอนคือทุกสิ่งที่อยู่รอบตัวผู้คนในชีวิตประจำวันอย่างแท้จริง ด้วยความช่วยเหลือของโพลิเมอไรเซชันจึงเป็นไปได้ที่จะได้รับวัสดุใหม่ ๆ ที่ทำจากพลาสติกผ้าและอื่น ๆ น้ำมันก๊าด, ตัวทำละลาย, สีและวาร์นิช, พาราฟิน, แอสฟัลต์, น้ำมันดิน, น้ำมันดินและสิ่งนี้ไม่นับหลัก สินค้าการกลั่นน้ำมัน - น้ำมันเบนซินและดีเซล
ความสำคัญของสารเหล่านี้มีมากมายมหาศาล ทั้งไฮโดรคาร์บอนที่ไม่อิ่มตัวและอิ่มตัวเป็นสิ่งที่ทุกคนคุ้นเคยและไม่สามารถทำได้หากไม่มีสิ่งเหล่านี้ในสถานการณ์ที่ง่ายที่สุด เป็นเรื่องยากมากที่จะปฏิเสธการใช้งานแม้ว่าจะคำนึงถึงข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำมันและก๊าซสำรองจะหมดลงตามที่นักวิเคราะห์คาดการณ์ มนุษยชาติกำลังค้นหาแหล่งพลังงานทางเลือกอย่างแข็งขัน แต่ไม่มีทางเลือกใดที่แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพและความเก่งกาจเช่นเดียวกับไฮโดรคาร์บอน