Նյութերի այս խումբը ներառում է նավթը և մեթանը, բնական գազը։ Նրանց բազմազանությունը մեծ է: Խոսքս, իհարկե, ածխաջրածինների մասին է։ Միևնույն ժամանակ այն ամենատարածված և մարդկության կողմից ամենապահանջված նյութերից մեկն է։ Ինչ են նրանք? Արժե հիշել, թե ինչի մասին էր քիմիան 9-րդ դասարանում։
Ածխաջրածիններ
Նյութերի այս դասը միավորում է մի շարք միացություններ, որոնց մեծ մասը վաղուց հաջողությամբ օգտագործվում է մարդկանց կողմից սեփական նպատակների համար: Դա պայմանավորված է նրանով, որ ածխածինը շատ հեշտությամբ քիմիական կապեր է ստեղծում, հատկապես ջրածնի հետ, ինչի պատճառով էլ կա այդպիսի բազմազանություն։ Առանց դրա կյանքը, ինչպես մենք գիտենք, անհնար կլիներ:
Ածխաջրածինները երկու տարրից կազմված նյութեր են՝ ածխածնից և ջրածնից։ Նրանց մոլեկուլները կարող են լինել ոչ միայն գծային, այլև ճյուղավորված, ինչպես նաև ձևավորել փակ ցիկլեր։
Դասակարգում
Ածխածինը կազմում է չորս կապ, իսկ ջրածինը` մեկ: Բայց դա չի նշանակում, որ դրանց հարաբերակցությունը միշտ 1-ից 4 է։ Բանն այն է, որ ածխածնի ատոմների միջև կարող են լինել ոչ միայն միայնակ, այլ նաև կրկնակի, ինչպես նաև եռակի կապեր։ Ըստ այս չափանիշի՝ դասակարգվում ենածխաջրածիններ. Առաջին դեպքում այդ նյութերը կոչվում են հագեցած (կամ ալկաններ), իսկ երկրորդում՝ չհագեցած կամ չհագեցած (ալկեններ և ալկիններ՝ համապատասխանաբար երկու և երեք կապերի համար):
Մեկ այլ դասակարգում ներառում է մոլեկուլի դիտարկումը: Այս դեպքում առանձնանում են ալիֆատիկ ածխաջրածինները, որոնց կառուցվածքը գծային է և կարբոցիկլային՝ փակ շղթայի տեսքով։ Վերջիններս իրենց հերթին բաժանվում են ալիցիկլիկ և անուշաբույր:
Բացի այդ, ածխաջրածինները հաճախ ենթարկվում են պոլիմերացման՝ միանման մոլեկուլներ միմյանց միացնելու գործընթաց: Արդյունքը լիովին նոր նյութ է, որը նման չէ բազային: Օրինակ է պոլիէթիլենը, որը պատրաստվում է հենց էթիլենից։ Դա հնարավոր է միայն, երբ խոսքը վերաբերում է չհագեցած ածխաջրածիններին։
Կառուցվածքները, որոնք նույնպես պատկանում են չհագեցածների դասին, կարող են նաև իրենց ազատ ռադիկալների օգնությամբ ջրածնից բացի այլ նոր ատոմներ ավելացնել։ Այս դեպքում ստացվում են այլ օրգանական նյութեր՝ սպիրտներ, ամիններ, կետոններ, եթերներ, սպիտակուցներ և այլն։ Բայց դրանք քիմիայի բոլորովին առանձին թեմաներ են։
Օրինակներ
Ածխաջրածինները նյութերի հսկայական բազմազանություն են՝ նույնիսկ հաշվի առնելով դասակարգումը։ Այնուամենայնիվ, արժե համառոտ թվարկել այս բազմաթիվ դասում ընդգրկված միացությունների անվանումները։
- Վերջնական ածխաջրածիններն են մեթանը, էթանը, պրոպանը, բութանը, պենտանը, հեքանը, հեպտանը և այլն: Առաջին և երրորդ անունները հավանաբար ծանոթ են նույնիսկ նրանց, ովքեր առանձնապես բարեկամ չեն քիմիայի հետ: Այսպիսովկոչվում են գազերի բավականին տարածված տեսակներ։
- Ալկենների (օլեֆինների) դասը ներառում է էթեն (էթիլեն), պրոպեն (պրոպիլեն), բութեն, պենտեն, հեքսեն և այլն:
- Ալկինները ներառում են էթին (ացետիլեն), պրոպին, բուտին, պենտին, հեքսին և այլն:
- Ի դեպ, կրկնակի և եռակի պարտատոմսերը կարող են միայնակ չլինել: Այս դեպքում նման կառույցները պատկանում են ալկադիեններին և ալկադիիններին։ Բայց շատ մի խորացեք:
- Ինչ վերաբերում է ածխաջրածիններին, որոնց կառուցվածքը փակ է, ապա դրանք ունեն իրենց անունները՝ ցիկլոալկաններ, ցիկլոալկեններ և ցիկլոալկիններ։
- Առաջինների անունները՝ ցիկլոպրոպան, ցիկլոբուտան, ցիկլոպենտան, ցիկլոհեքսան և այլն:
- Երկրորդ դասը ներառում է ցիկլոպրոպեն, ցիկլոբուտեն, ցիկլոպենտեն, ցիկլոհեքսեն և այլն:
- Վերջապես ցիկլոալկիններ, որոնք բնության մեջ չեն լինում: Նրանք փորձեցին սինթեզել դրանք շատ երկար և երկար ժամանակ, և դա հնարավոր եղավ միայն 20-րդ դարի սկզբին։ Ցիկլոալկինի մոլեկուլները բաղկացած են առնվազն 8 ածխածնի ատոմներից։ Ավելի քիչի դեպքում միացումը պարզապես անկայուն է չափազանց մեծ լարման պատճառով:
- Կան նաև արեններ (արոմատիկ ածխաջրածիններ), որոնց ամենապարզ և ամենատարածված ներկայացուցիչը բենզոլն է։ Այս դասին են պատկանում նաև նաֆթալինը, ֆուրանը, թիոֆենը, ինդոլը և այլն։
Հատկություններ
Ինչպես նշվեց վերևում, ածխաջրածինները մի շարք նյութերի հսկայական քանակություն են: Հետևաբար, որոշ չափով տարօրինակ է խոսել դրանց ընդհանուր հատկությունների մասին, քանի որ դրանք պարզապես չկան։
Միակ բանը, որը կարելի է համարել բոլոր ածխաջրածինների համար նույն հատկանիշը, բաղադրությունն է: Եվ նաև այն փաստը, որ յուրաքանչյուր շարքի սկզբում.ածխածնի ատոմների քանակի աճի հետ տեղի է ունենում անցում գազային և հեղուկ ձևից պինդի:
Կա ևս մեկ նմանություն՝ բոլոր ածխաջրածիններն ունեն լավ դյուրավառություն: Այս դեպքում արտազատվում է շատ ջերմություն, առաջանում է ածխաթթու գազ և ջուր։
Բնական աղբյուրներ
Ինչպես մյուս օգտակար հանածոները, որոշ ածխաջրածիններ գտնվում են երկրակեղևի հանքավայրերի և պաշարների տեսքով: Մասնավորապես, դրանք կազմում են գազի և նավթի գերակշիռ մասը։ Սա հստակ երևում է վերջիններիս վերամշակման ժամանակ. գործընթացում ահռելի քանակությամբ նյութեր են արտազատվում, որոնց մեծ մասը վերաբերում է հատուկ ածխաջրածիններին։ Գազը և ընդհանրապես 80-97%-ը սովորաբար բաղկացած է մեթանից։ Բացի այդ, մեթանն արտադրվում է օրգանական թափոնների քայքայման արդյունքում և մնում, ուստի դրա արտադրությունը լուրջ խնդիր չէ։
Ածխաջրածինների այլ աղբյուրներ՝ լաբորատորիաներ. Այն նյութերը, որոնք բնության մեջ չեն լինում, կարող են սինթեզվել այլ միացություններից՝ օգտագործելով քիմիական ռեակցիաները:
Օգտագործել
Ածխաջրածինները հսկայական դեր են խաղում մարդկության ժամանակակից կյանքում: Նավթը և գազը դարձել են շատ արժեքավոր ռեսուրսներ, քանի որ ծառայում են որպես վառելիք և էներգակիրներ։ Բայց սրանք այս դասի միացությունների օգտագործման միակ ուղիները չեն: Ածխաջրածինները բառացիորեն այն ամենն են, ինչ շրջապատում է մարդկանց առօրյա կյանքում: Պոլիմերացման միջոցով հնարավոր եղավ ձեռք բերել նոր նյութեր, որոնցից պատրաստվում են տարբեր տեսակի պլաստմասսա, գործվածքներ և այլն՝ կերոսին, լուծիչներ, ներկեր և լաքեր, պարաֆիններ, ասֆալտ, խեժ, բիտում, և սա չհաշված հիմնականը։ ապրանքներնավթի վերամշակում - բենզին և դիզելային վառելիք:
Այս նյութերի նշանակությունը հսկայական է։ Ե՛վ չհագեցած, և՛ հագեցած ածխաջրածինները հարյուրավոր և հազարավոր բաներ են, որոնց յուրաքանչյուր մարդ սովոր է և չի կարող անել առանց դրանց ամենապարզ իրավիճակներում: Չափազանց դժվար է հրաժարվել դրանց օգտագործումից՝ նույնիսկ հաշվի առնելով այն փաստը, որ նավթի և գազի պաշարները կսպառվեն, ինչպես կանխատեսում են վերլուծաբանները։ Մարդկությունն արդեն ակտիվորեն փնտրում է էներգիայի այլընտրանքային աղբյուրներ, սակայն տարբերակներից ոչ մեկը դեռ չի ցուցաբերել նույն արդյունավետությունն ու բազմակողմանիությունը, ինչ ածխաջրածինները։
