angliavandeniliai

Chemija

2022

Mes paaiškiname, kas yra angliavandeniliai, jų charakteristikos ir kaip jie klasifikuojami. Be to, jo dariniai, pritaikymai ir poveikis aplinkai.

Nafta, gamtinės dujos ir anglis yra pagrindiniai angliavandenilių šaltiniai.

Kas yra angliavandeniliai?

Angliavandeniliai yra įvairių rūšių junginiai ekologiškas. Jie gali būti didesni ar mažesni sudėtingesni, bet visada sudaryti iš skeleto atomai anglis (C) ir vandenilis (H), taip pat kiti galimi elementai.

Kiekvienas angliavandenilis turi savo struktūrinius modelius, nes jo specifinė konfigūracija lemia jo fizines ir chemines savybes, taip pat angliavandenilio pavadinimą. medžiaga apie ka tai. The Naftos, gamtinių dujų o anglis yra pagrindiniai angliavandenilių šaltiniai.

Dauguma angliavandenilių yra viduje Žemė, palaidotas po uolienų sluoksniais ir sluoksniais ir aš dažniausiai. Jie yra didelio kiekio anaerobinio skilimo produktas labai specifinėmis sąlygomis organinė medžiaga, kuris senovėje sudarė įvairių gyvos būtybės.

Angliavandenilių taip pat yra įvairių gyvų būtybių organizme tam tikromis formomis, tokiomis kaip guma, kurią gamina kaučiukmedžiai, arba pigmentų rinkinys, vadinamas karotinais, kurių turi kai kurie augalai. Be to, juos galima susintetinti laboratorijoje, atsižvelgiant į žaliava adekvatus.

Atsižvelgiant į didžiulį cheminį ir energetinį potencialą, angliavandeniliai yra nepakeičiama įvairių medžiagų dalis pramonės šakoms, tarp jų ir gauti elektros energija.

Angliavandenilių charakteristikos

Kai kurios angliavandenilių savybės yra šios:

  • Jie daugiausia sudaryti iš anglies ir vandenilio bei galimų kitų elementų ar kitų radikalų grupių priedų. Nors jų anglies atomai sudaro junginio struktūrą, vandenilio atomai kai kuriais atvejais tarnauja kaip tiltas, laikantis juos kartu tam tikroje konfigūracijoje (formoje, struktūra, orientacija) nustatyta.
  • Jie gali turėti rėmą molekules linijinis arba šakotas, atviras arba uždaras. Nuo jo užsakymo ir komponentų kiekio priklauso, ar tai vienas angliavandenilis, ar kitas.
  • Jie yra labai degūs ir turi didžiulę energijos talpą, todėl yra ideali žaliava pramonės transformacijai ir energijos gavimui.
  • Jie dažniausiai yra toksiški ir gali išsiskirti dūmai pavojingas dėl Sveikata.

Angliavandenilių klasifikacija

Kiekvienas angliavandenis turi tam tikrą molekulinę struktūrą.

Nuo pat atradimo XIX amžiuje angliavandeniliai buvo klasifikuojami pagal du galimus kriterijus: jų struktūros tipą ir ryšių tarp jų atomų tipus. Pagal pirmąją klasifikaciją išskiriamos dvi kategorijos:

  • Acikliniai arba atviros grandinės angliavandeniliai. Tai tie, kurių molekulių grandinė neužsidaro ant savęs. Savo ruožtu jie gali būti skirstomi į linijinius (linijos formos) arba šakotus (su įvairiomis šakomis). Pavyzdžiui:
  • Cikliniai arba uždaros grandinės angliavandeniliai. Jie yra tie, kurių molekulių grandinė užsidaro savaime. Savo ruožtu juos galima suskirstyti į monociklinius (vieno ciklo) ir policiklinius (keli ciklai). Pavyzdžiui:

Vietoj to, laikydamiesi antrosios klasifikacijos, turime:

  • Aromatiniai angliavandeniliai. Jie turi aromatinį žiedą, ty ciklinę struktūrą, kuri atitinka vadinamąją Hückel taisyklę, kuri teigia, kad aromatiniame junginyje delokalizuotų elektronų skaičius atitinka:

Kur:

Pavyzdžiui, benzeno (C6H6) struktūroje yra 6 delokalizuoti elektronai (vadinami pi (𝛑) elektronais), o tai reiškia, kad n turi būti lygus 1.

Beveik visi aromatiniai angliavandeniliai paprastai yra gaunami iš benzeno (nors ir ne visada), todėl šešiakampė benzeno struktūra yra daugelio šių aromatinių junginių dalis. Pavadinimas „aromatinis“ kilo dėl to, kad šie junginiai iš pradžių buvo gauti skaidant cheminių medžiagų malonus kvapas. Kai kurie aromatinių junginių pavyzdžiai:

  • Alifatiniai angliavandeniliai. Jiems trūksta aromatinio žiedo. Jo pavadinimas kilęs iš graikų kalbos aleifaras, tai yra „riebalai“, nes jie buvo gauti skaidant aliejus ir riebalų. Jie skirstomi į sočiuosius (suteikti viengubomis atominėmis jungtimis) ir nesočiuosius (turintys bent vieną daugybinę, dvigubą arba trigubą jungtį). Keletas alifatinių angliavandenilių pavyzdžių:

Angliavandenilių svarba

Angliavandeniliai yra labai universalios medžiagos, nes jos tarnauja kaip žaliava gauti labai įvairių produktų. Be to, jie turi didelį energijos potencialą, tai yra jų degimo yra lengvas ir intensyvus, kad jie energingai išlaikytų įvairų rinkinį pramonės šakoms, pradedant nuo medžiagų, tirpikliai, iškastinis kuras, elektros energijos gamybai.

Be to, jų susidarymas truko milijonus metų lėtų cheminių procesų po žeme, todėl jie yra svarbus išteklius, bet neatnaujinamas, kuri vieną dieną bus išsekusi amžiams (ar bent jau geram laikui). Jis turėtų būti naudojamas ypatingos atsakomybės sąlygomis.

Angliavandenilių dariniai ir pritaikymai

Angliavandeniliai naudojami kelioms plastikinėms medžiagoms gaminti.

Angliavandeniliai turi daugybę naudojimo būdų zmogus, tarp kurių išsiskiria:

  • Energijos gamyba. Dėl savo didžiulio pajėgumo degimo, angliavandeniliai naudojami kaip maitinimo šaltinis Generuoti elektros. Tai atliekama tam tikrų tipų elektrinėse, tiekia energiją tiek namams, tiek kitoms pramonės šakoms ir leidžia palaikyti mūsų gyvenimo būdą.
  • Kuro generavimas. Jų energetinis pajėgumas leidžia gaminti įvairių rūšių degalus (benziną, dyzeliną, gamtinių dujų suskystintas), varyti įvairių tipų transporto priemones arba maitinti įvairius buitinius prietaisus, tokius kaip patalpų šildytuvai, viryklės ir šildytuvai, kurie veikia naudojant dujas, tokias kaip butanas ar propanas.
  • Gavimas plastikai. Tvarkant angliavandenilius laboratorijose galima gauti įvairių rūšių plastiko ir universalių medžiagų. Šios medžiagos yra tokios pigios, veiksmingos ir lengvai pagaminamos, kad aplink jas yra didžiulė pramonė.
  • Tirpiklių ir kitų gamyba Produktai. Daugelis angliavandenilių yra esminiai tirpiklių ir tirpiklių, valymo priemonių, trąšų ar bitumo komponentai.

Angliavandenilių poveikis aplinkai

Angliavandenilių naudojimas turi savo kainą, ir pirmasis poveikį jis paima aplinką. Apskritai kalbama apie toksiškos medžiagos, galintys padaryti didelę žalą aplinkai, jei jie būtų išmetami į gamta, kaip ir išsiliejus alyvai ar nutekėjus alyvai. Šios žalos aplinkai ištaisymas dažnai yra brangus ir atima daug laiko.

Be to, priklausomai nuo angliavandenilio, jo išsiskyrimas arba degimas išskiria dujas šiltnamio efektas į atmosfera, tai yra dujos, kuriose gausu anglies, pavyzdžiui, metanas (CH4) arba anglies dioksidas (CO2).

Šios dujos gali sunaikinti ozono sluoksnis planetą, taip pat blokuoti energijos pabėgimą per atmosferą, smarkiai prisidedant prie globalinis atšilimas ir klimato kaita. Iškastinio kuro deginimas iš tikrųjų yra vienas pagrindinių šios pasaulinės problemos veiksnių.

!-- GDPR -->