Sellesse ainete rühma kuuluvad nafta ja metaan ning maagaas. Nende mitmekesisus on suur. Ma räägin loomulikult süsivesinikest. See on samal ajal üks enimlevinud ja inimkonna poolt nõutavamaid aineid. Mis need on? Tasub meeles pidada, mis oli keemia 9. klassis.
Süsivesinikud
See ainete klass ühendab endas mitmesuguseid ühendeid, millest enamikku on inimesed juba pikka aega eduk alt kasutanud oma eesmärkidel. See on tingitud asjaolust, et süsinik moodustab väga kergesti keemilisi sidemeid, eriti vesinikuga, mistõttu on olemas selline mitmekesisus. Ilma selleta oleks meie teada elu võimatu.
Süsivesinikud on ained, mis koosnevad kahest elemendist: süsinikust ja vesinikust. Nende molekulid võivad olla mitte ainult lineaarsed, vaid ka hargnenud ning moodustada ka suletud tsükleid.
Klassifikatsioon
Süsinik moodustab neli sidet ja vesinik ühe. Kuid see ei tähenda, et nende suhe on alati 1 kuni 4. Fakt on see, et süsinikuaatomite vahel võivad olla mitte ainult üksik-, vaid ka topelt- ja kolmiksidemed. Selle kriteeriumi järgi eristatakse klassesüsivesinikud. Esimesel juhul nimetatakse neid aineid küllastunud (või alkaanideks) ja teisel - küllastumata või küllastumata (alkeenid ja alküünid vastav alt kahe ja kolme sideme jaoks).
Teine klassifikatsioon hõlmab molekuli arvestamist. Sel juhul eristatakse alifaatseid süsivesinikke, mille struktuur on lineaarne, ja karbotsüklilisi, suletud ahela kujul. Viimased jagunevad omakorda alitsüklilisteks ja aromaatseteks.
Lisaks sellele läbivad süsivesinikud sageli polümerisatsiooni – identsete molekulide üksteise külge kinnitumise protsessi. Tulemuseks on täiesti uus materjal, mis ei sarnane alusele. Näiteks on polüetüleen, mis on valmistatud ainult etüleenist. See on võimalik ainult siis, kui tegemist on küllastumata süsivesinikega.
Struktuurid, mis kuuluvad samuti küllastumata klassi, võivad oma vabade radikaalide abil lisada ka muid aatomeid peale vesiniku. Sel juhul saadakse muid orgaanilisi aineid: alkoholid, amiinid, ketoonid, eetrid, valgud jne. Aga need on keemias täiesti omaette teemad.
Näited
Süsivesinikud on väga erinevad ained, isegi kui arvestada klassifikatsiooni. Kuid siiski tasub lühid alt loetleda sellesse arvukasse klassi kuuluvate ühendite nimed.
- Ülimateks süsivesinikeks on metaan, etaan, propaan, butaan, pentaan, heksaan, heptaan jne. Esimene ja kolmas nimetus on ilmselt tuttavad ka neile, kes keemiaga eriti sõbralikud pole. Niisiisüsna levinud gaasitüüpe nimetatakse.
- Alkeenide (olefiinide) klassi kuuluvad eteen (etüleen), propeen (propüleen), buteen, penteen, hekseen jne.
- Alküünide hulka kuuluvad etüün (atsetüleen), propüün, butüün, pentüün, heksiin jne.
- Muide, topelt- ja kolmiksidemed ei pruugi olla üksikud. Sel juhul kuuluvad sellised struktuurid alkadieenide ja alkadiiinide hulka. Kuid ärge laskuge liiga sügavale.
- Süsivesinike puhul, mille struktuur on suletud, on neil oma nimed: tsükloalkaanid, tsükloalkeenid ja tsükloalküünid.
- Esimeste nimed: tsüklopropaan, tsüklobutaan, tsüklopentaan, tsükloheksaan jne.
- Teine klass sisaldab tsüklopropeeni, tsüklobuteeni, tsüklopenteeni, tsüklohekseeni jne.
- Lõpuks tsükloalküünid, mida looduses ei esine. Neid üritati sünteesida väga kaua ja kaua ning see oli võimalik alles 20. sajandi alguses. Tsükloalküünmolekulid koosnevad vähem alt 8 süsinikuaatomist. Vähemaga on ühendus liiga suure pinge tõttu lihts alt ebastabiilne.
- On olemas ka areenid (aromaatsed süsivesinikud), mille lihtsaim ja levinum esindaja on benseen. Sellesse klassi kuuluvad ka naftaleen, furaan, tiofeen, indool jne.
Atribuudid
Nagu eespool mainitud, on süsivesinikud tohutul hulgal väga erinevatest ainetest. Seetõttu on mõnevõrra kummaline rääkida nende ühistest omadustest, sest neid lihts alt pole.
Ainus asi, mida võib pidada kõigi süsivesinike puhul samaks omaduseks, on koostis. Ja ka asjaolu, et iga rea algusessüsinikuaatomite arvu suurenedes toimub üleminek gaasilisest ja vedelast vormist tahkeks.
On veel üks sarnasus: kõigil süsivesinikel on hea süttivus. Sel juhul eraldub palju soojust, tekib süsihappegaas ja vesi.
Looduslikud allikad
Nagu teisedki mineraalid, paiknevad ka mõned süsivesinikud maapõues maardlate ja varudena. Eelkõige moodustavad nad suurema osa gaasist ja naftast. Seda on selgelt näha viimaste töötlemisel: protsessi käigus eraldub tohutul hulgal aineid, millest enamik on seotud just süsivesinikega. Gaas ja üldse 80-97% koosneb tavaliselt metaanist. Lisaks tekib metaan orgaaniliste jäätmete lagunemisel ja jääb alles, seega pole selle tootmine tõsine probleem.
Muud süsivesinike allikad – laborid. Neid aineid, mida looduses ei esine, saab keemiliste reaktsioonide abil sünteesida teistest ühenditest.
Kasuta
Süsivesinikel on inimkonna kaasaegses elus tohutu roll. Naftast ja gaasist on saanud väga väärtuslikud ressursid, kuna need on kütuse- ja energiakandjad. Kuid need pole ainsad viisid selle klassi ühendite kasutamiseks. Süsivesinikud on sõna otseses mõttes kõik, mis inimesi igapäevaelus ümbritseb. Polümerisatsiooni abil oli võimalik saada uusi materjale, millest valmistatakse erinevat tüüpi plastmassi, kangaid jne. Petrooleum, lahustid, värvid ja lakid, parafiinid, asf alt, tõrv, bituumen ja see ei jää põhiliseks. tootednafta rafineerimine – bensiin ja diislikütus.
Nende ainete tähtsus on tohutu. Nii küllastumata kui ka küllastunud süsivesinikud on sajad ja tuhanded asjad, millega iga inimene on harjunud ja ilma nendeta kõige lihtsamates olukordades hakkama ei saa. Nende kasutamisest on äärmiselt raske keelduda, isegi kui arvestada asjaolu, et nafta- ja gaasivarud saavad otsa, nagu analüütikud ennustavad. Inimkond otsib juba aktiivselt alternatiivseid energiaallikaid, kuid ükski võimalustest pole veel näidanud sama tõhusust ja mitmekülgsust kui süsivesinikud.
