hidrokarbon - Hydrocarbon
Olarak organik kimya , bir hidrokarbon , bir olan organik bileşiğin tamamen oluşan hidrojen ve karbon . Hidrokarbonlar örnekleridir grup 14 hidritler . Bir hidrojen olan hidrokarbonlar atomu çıkarılmış olan fonksiyonel gruplar adı verilen hidrokarbiller . C-en dış kabuğunda 4 elektrona sahip olduğundan (her için kovalent bağ karbon yapmak için tam dört bağa sahip bağına, atomu başına 1 elektron bağış gerektirir) ve bu bağların her 4 kullanıldığında tek kararlıdır.
Bulunan en hidrokarbonlar Dünya doğal olarak meydana petrol çürümüş organik madde, bağlı olduğu zaman olabilir karbon ve hidrojenden bolluğu sağlar, catenate görünüşte sınırsız zincirler oluşturmak üzere.
hidrokarbon tipleri
Tarafından tanımlandığı üzere , organik kimyanın IUPAC isimlendirme , hidrokarbonlar sınıflandırmalar:
- Doymuş hidrokarbonlar, hidrokarbon türlerinin en basit olanlardır. Bunlar tamamen oluşan tekli bağlar ve hidrojen ile doyurulur. Formülü asiklik doymuş hidrokarbonlar (örneğin, alkanlar ) C , n , H 2 , n + 2 . Doymuş hidrokarbonlar en genel formu C , n , H 2 , n + 2 (1 r ) , r, halkaların sayısıdır. Tam olarak bir halka ile olanlardır sikloalkanlar . Doymuş hidrokarbonlar temeli olan petrol yakıtları ve ya düz ya da dallı bir tür olarak bulunurlar. Değişiklik reaksiyonu (gibi özellikleri özelliktir klorlama reaksiyonu formu kloroform ). Aynı hidrokarbonlar, moleküler formül , ancak farklı yapısal formüller olarak adlandırılır , yapısal izomerleri . Örneğinde verildiği gibi 3-metilheksan ve bunların daha yüksek homologlarını , dallı hidrokarbonlar olabilir kiral . Kiral doymuş hidrokarbonlar yan zincirlerini oluşturan biyomoleküllerin gibi klorofil ve tokoferol .
- Doymamış hidrokarbon karbon atomu arasında bir ya da daha fazla çift ya da üçlü bağa sahiptir. Çift bağ ile olanlar denir alkenler . Bir olanlar çift bağ , formül C'ye sahip n- H 2 N (siklik olmayan yapılar varsayılarak). İçerenler üçlü bağa denir alkin . Bir üçlü bağa sahip olanlar formül C'ye sahip n- H 2 N -2 .
- Aromatik hidrokarbonlar olarak da bilinen, arenler , en az bir adet olan hidrokarbonlardır aromatik halka .
Hidrokarbonlar olabilir gazlar (örneğin , metan ve propan ), sıvılar (örneğin, heksan ve benzen ), mumlar ya da düşük erime katı (örneğin, parafin mumu ve naftalin ) ya da polimerler (örneğin polietilen , polipropilen ve polistiren ).
Genel Özellikler
molekül yapısında farklılıkları nedeniyle, ampirik formülü hidrokarbonlar arasında farklı kalır; doğrusal ya da nedeniyle "kendi kendine bağlama" veya karbon Catenation için "düz işleme" alkanlar, alkenler ve alkinler, alkenler ve alkinler bağlı hidrojen azalttığı miktarı, çift ya da üçlü bağlar oluşması ile hidrokarbon bütün doyma önlemek .
Kendilerine bağa hidrokarbonların bu içsel özelliği olarak bilinen Catenation ve hidrokarbonlar gibi daha kompleks moleküller oluşturmak sağlar sikloheksan ve nadir durumlarda, arenler gibi benzen . Bu özellik, karbon atomları arasındaki bağ karakteri tamamen olmasından kaynaklanır polar olmayan iki eleman arasında elektron dağılımı biraz hatta aynı nedeniyle olmasıyla, elektronegatiflik elemanları (~ 0.30) ait değerler ve sonuç vermez bir oluşumu ile elektrofil .
Genel olarak, Catenation ile bağlanmış hidrokarbonların toplam miktarı ve bağlı molekülü üzerine uygulanan gerginlik bağlanma, bölünme için gerekli enerji miktarında artışa kaybı gelir; sikloheksan gibi moleküllerinde, bu şekilde ifade edilir halka sıkışması ve atomun "destabilize" uzamsal elektron konfigürasyonuna bağlı olarak meydana gelir.
Basit bir kimyasında göre değerlik bağı teorisi , karbon atomu, karbon atomu ile bağlamak üzere elde atomu sayısı en fazla karbon dış kabuk içine çekilirler elektron sayısına eşit olduğunu belirtmektedir 4-hidrojen kuralı takip etmelidir . Kabukları açısından, 4 karbon elektronları içeren bir tam olmayan dış kabuğun oluşur, ve bu şekilde hazır 4 elektrona sahip kovalent ya da ismin -e bağ .
Bazı hidrokarbonlar da bol miktarda bulunmaktadır güneş sistemi . Sıvı metan göl ve etan ile tespit edilmiştir Titan , Satürn en büyük ay ile teyit Cassini-Huygens Mission . Hidrokarbonlar da bulutsu oluşturulmasında bol polisiklik aromatik hidrokarbon (PAH) bileşikleri.
Basit hidrokarbonlar ve bunların varyasyonları
|Sayısı


karbon atomuna
|Alkan (tek bağ)||Alken (çift bağ)||Alkin (üçlü bağ)||Sikloalkanların||Alkadien|
|1||Metan||-||-||-||-|
|2||Etan||Eten (etilen)||Etin (asetilen)||-||-|
|3||Propan||Propen (propilen)||Propin (Metil)||Siklopropan||Propadien (allen)|
|4||Bütan||Büten (bütilen)||butinden||siklobutan||bütadien|
|5||pentan||penten||pentin||siklopentan||Pentadien (piperilen)|
|6||hekzan||Heksen||heksin||Sikloheksan||heksadien|
|7||heptan||hepten||heptin||sikloheptan||heptadienden|
|8||Oktan||okten||oktinden||-siklooktan||oktadien|
|9||nonan||nonen||Nonyne||siklononan||nonadien|
|10||dekan||Decene||desin||siklodesan||-dekadien|
|11||undekan||undeken||undesin||Cycloundecane||undekadien|
|12||dodecane||dodeken||dodesin||siklododekan||dodekadien|
kullanım
Hidrokarbonlar cari medeniyetler için birincil enerji kaynağıdır. Hidrokarbonların baskın bir kullanımı, bir yanıcı gibidir yakıt kaynağı. Bunların katı formda, hidrokarbonlar, asfalt (biçiminde zift ).
Metan (CH 4 ) ve etan (Cı- 2 , H 6 ) gaz halinde ortam sıcaklığı ve kolayca edilemez sıvılaştırılmış tek basınçla. Propan (Cı- 3 'H 8 ), ancak kolay bir sıvılaştırılmış ve çoğunlukla bir sıvı olarak 'propan şişe' var olduğunu. Bütan (Cı- 4 , H 10 ), bu nedenle kolaylıkla küçük cep için bir kasa, uçucu yakıt sağlayan sıvılaştırılır çakmak . Pentan (Cı- 5 , H 12 ), oda sıcaklığında, renksiz bir sıvı genel olarak güçlü bir kokusuz olarak kimya ve sanayide kullanılan çözücü de dahil olmak üzere mumlar ve yüksek molekül ağırlıklı organik bileşikler gresler . Heksan (Cı- 6 , H 14 ), aynı zamanda yaygın olarak kullanılan bir polar olmayan, aromatik olmayan çözücü, hem de ortak önemli bir bölümü olan benzin . Cı 6 C ile 10 alkanlar, alkenler ve izomerik sikloalkanlar üst bileşenleridir benzin , nafta , jet yakıtı ve endüstriyel çözücü karışımları uzman. C birimlerinin aşamalı eklenmesiyle, kolay olmayan bir halka yapılı hidrokarbonlar daha yüksek olan viskoziteler , yağlama indisleri, kaynama noktaları, katılaşma sıcaklıkları ve koyu bir renge. Metandan karşıt uçta olarak kalması ağır katranları yalan düşük fraksiyonu ham petrol arıtma imbikte. Bunlar toplandı ve yaygın bir çatı kaplama bileşikleri, kaldırım bileşim, ahşap koruyucular (olarak kullanılır kreozot serisi) ve son derece yüksek bir viskozite makaslama dayanıklı sıvılar.
Hidrokarbon kullanımı da doğada yaygındır. Örneğin Brezilya iğnesiz arı gibi bazı ösosyal eklem bacaklılar, Schwarziana quadripunctata olmayan yakınlarından kin belirlemek için benzersiz bir hidrokarbon "koku" kullanılır. Kimyasal hidrokarbon bileşim, yaş, cinsiyet, yuva konumu ve hiyerarşik pozisyon arasında değişir.
zehirleme
Hidrokarbon zehirlenmesi bu gibi benzen ve petrol genellikle bunlardan solunum veya sindirim yanlışlıkla meydana sitotoksik kimyasal bileşiklere. İntravenöz veya deri altına enjeksiyon amacı ile petrol bileşiklerinin intihar veya kötüye lokal hasara veya sistemik toksisite ile sonuçlanabilir olağanüstü bir olaydır doku nekrozu , apse oluşumu, solunum sistemi yetersizliği ve kısmi böbreklere hasar , beyin ve sinir sisteminin . Moaddab ve Eskandarlou göğüs duvarı nekroz ve bir olguyu ampiyem içine petrolün enjeksiyonu ile intihar girişiminde kaynaklanan plevral boşluğu .
Tepkiler
reaksiyonların üç ana tipi vardır:
değiştirme reaksiyonları
Değiştirme reaksiyonları, sadece doymuş hidrokarbonlar (tek karbon-karbon bağları) meydana gelir. Bu reaksiyonda, bir alkan, bir klor molekülü ile reaksiyona girer. klor atomlarının birinin bir hidrojen atomunu değiştirir. Bu formlar, hidroklorik asit gibi bir klor atomu ile hidrokarbon.
- CH 4 + Cl 2 → CH 3 CI + HCI
- CH 3 CI + CI 2 → CH 2 CI 2 + HCI
CCI tüm yol 4 ( karbon tetraklorür )
- Cı 2 H 6 + CI 2 → Cı 2 H 5 CI + HCI
- Cı- 2 , H 4 Cı 2 + CI 2 → Cı 2 H 3 Cı 3 + HCI
Cı tüm yol 2 Cı 6 ( heksakloroetan )
Katılma tepkimeleri
Katılma tepkimeleri alken ve alkinler içerir. Bu reaksiyonda, bir halojen molekülü hidrokarbon ve formlarda bir bağ olarak ikili ya da üçlü bağı koparır.
Yanma
Hidrokarbonlar şu anda dünyanın başlıca kaynağıdır elektrik enerjisi nedeniyle yanmış zaman üretilen enerjinin (örneğin ev ısıtma gibi) ve ısı kaynaklarından. Çoğu zaman bu enerji, örneğin, ya kullanılan ev ısıtıcılar deki gibi ısı olarak doğrudan kullanılmaktadır petrol veya doğal gaz . Hidrokarbon yanmış ve ısı, daha sonra dolaşan, ısı, su, için kullanılır. Benzer bir prensip oluşturmak için kullanılan elektrik enerjisi de enerji santralleri .
Hidrokarbonların ortak özellikleri de buhar üretmek gerçekleşmesi, karbon dioksit sırasında ve ısı yanma ve oksijen gerçekleşmesi yanma için gereklidir. En basit bir hidrokarbon, metan , aşağıdaki gibi yanıklar:
- CH 4 + 2 O 2 → 2H 2 O + CO 2 + enerji
- 2CH 4 + 3 O 2 → 2CO + 4H 2 O
Diğer bir örnek, yanma olan propan :
- Cı- 3 , H 8 + 5 O 2 → 4H 2 O + 3 CO 2 + enerji
Ve son olarak, herhangi lineer alkan , n karbon atomuna sahip,
- Cı- n- H 2 , n + 2 + 3 , n + 1 / O 2 → ( n + 1) 'H 2 O + N CO 2 + enerji.
Hidrokarbonların yakılması bir örneğidir egzotermik kimyasal reaksiyonu.
Petrol
Bir sıvı biçiminde çıkarılan hidrokarbonların olarak adlandırılır petrol ya da - (kısaca benzin anlamıyla "madeni yağ") mineral yağı , hidrokarbonlar, oysa bir gaz halinde olarak adlandırılır doğal gaz . Petrol ve doğal gaz araçları ile dünyanın yeraltında bulunan petrol jeolojik ve üretimi için yakıt ve ham malzemelerin önemli bir kaynağıdır organik kimyasallar .
Sıvı hidrokarbon yakıt ekstre sedimantasyon havzalarında modern yekparedir enerji gelişimi . Hidrokarbonlar edilir çıkarılmış gelen yağ kumları ve petrol şist ve potansiyel çökel ekstrakte metan hidratların . Bu karşılıklar gerektiren damıtma üretmek için ve yükseltme sentetik ham ve petrol.
Ekonomik önemli hidrokarbonlar fosil yakıtlar gibi kömür , petrol ve doğal gaz , ve bu şekilde bunun türevleri , plastik , parafin , balmumu , çözücüler ve yağların. Hidrokarbonlar - ile birlikte NO x ve güneş ışığı - oluşumuna katkıda troposferik ve sera gazı .
Biyoremidasyon
Bakteri gabroik katmanın okyanus kabuk kutu degrade hidrokarbonlar; ancak aşırı çevre markaları zor araştırırlar. Gibi diğer bakteri Lutibacterium anuloederans da hidrokarbonlar düşürebilir. Mycoremediation ya göre hidrokarbon parçalayarak miselyum ve mantar mümkündür.
Emniyet
Birçok hidrokarbonlar yüksek olan yanıcı ; Dolayısıyla, bakım yaralanmayı önlemek için alınmalıdır. Benzen ve birçok aromatik bileşikler mümkündür kanserojen ve uygun güvenlik ekipmanları vücuda giren bu zararlı bileşiklerin önlemek için giyilmelidir. Hidrokarbonlar, dar alanlarda bir yanma için, toksik karbon monoksit meydana getirebilir. Hidrokarbonlar uzak tutulmalıdır flor Toksik oluşturma ihtimali yüksek, bileşiklerin , hidroflorik asit .
Çevresel Etki
Yakıt olarak hidrokarbonlar yanma üretim karbon dioksit ve su , insan kaynaklı büyük bir katkı olan küresel ısınma . Hidrokarbonlar yakıt ve kimyasal olarak hem de arama, üretim, rafine veya taşıma sırasında sızıntı veya kaza sonucu saçılması yoluyla geniş kullanımı ile çevreye yerleştirilir. Toprağın Antropojenik hidrokarbon kirlenmesi nedeniyle kirletici kalıcılık ve insan sağlığı üzerindeki olumsuz etkisi açısından ciddi küresel bir sorundur.
Ayrıca bakınız
- Abiogenic petrol kökenli
- sıvı Biyokütle
- Karbonhidrat
- Enerji depolama
- Kademeli damıtma
- Fonksiyonel grup
- Hidrokarbon karışımlar
- Organik nükleer reaktör
Referanslar