Do této skupiny látek patří ropa a metan, zemní plyn. Jejich rozmanitost je velká. Mluvím samozřejmě o uhlovodících. Je to zároveň jedna z nejrozšířenějších a lidstvem nejžádanějších látek. Co jsou? Stojí za to si připomenout, o čem byla chemie v 9. třídě.
Uhlovodíky
Tato třída látek kombinuje různé sloučeniny, z nichž většinu lidé již dlouhou dobu úspěšně používají pro své vlastní účely. Je to dáno tím, že uhlík vytváří chemické vazby velmi snadno, zejména s vodíkem, a proto existuje taková rozmanitost. Bez ní by byl život, jak ho známe, nemožný.
Uhlovodíky jsou látky skládající se ze dvou prvků: uhlíku a vodíku. Jejich molekuly mohou být nejen lineární, ale i rozvětvené a mohou také tvořit uzavřené cykly.
Klasifikace
Uhlík tvoří čtyři vazby a vodík tvoří jednu. To ale neznamená, že jejich poměr je vždy 1 ku 4. Faktem je, že mezi atomy uhlíku mohou být nejen jednoduché, ale i dvojné, ale i trojné vazby. Podle tohoto kritéria se rozlišují třídyuhlovodíky. V prvním případě se tyto látky nazývají nasycené (nebo alkany) a ve druhém - nenasycené nebo nenasycené (alkeny a alkyny pro dvě a tři vazby).
Další klasifikace zahrnuje zvážení molekuly. V tomto případě se rozlišují alifatické uhlovodíky, jejichž struktura je lineární a karbocyklická ve formě uzavřeného řetězce. Ty se zase dělí na alicyklické a aromatické.
Kromě toho uhlovodíky často podléhají polymeraci – procesu vzájemného spojení identických molekul. Výsledkem je zcela nový materiál, nepodobný základu. Příkladem je polyetylen, který se vyrábí pouze z etylenu. To je možné pouze pokud jde o nenasycené uhlovodíky.
Struktury, které také patří do třídy nenasycených, mohou také pomocí svých volných radikálů přidávat nové atomy jiné než vodík. V tomto případě se získávají další organické látky: alkoholy, aminy, ketony, ethery, proteiny atd. Ale to jsou zcela samostatná témata chemie.
Příklady
Uhlovodíky jsou obrovské množství látek, a to i s přihlédnutím ke klasifikaci. Přesto stojí za to krátce uvést názvy sloučenin obsažených v této četné třídě.
- Konečné uhlovodíky jsou metan, etan, propan, butan, pentan, hexan, heptan atd. První a třetí jméno pravděpodobně znají i ti, kteří se s chemií příliš nekamarádí. Takzcela běžné druhy plynů se nazývají.
- Třída alkenů (olefinů) zahrnuje ethen (ethylen), propen (propylen), buten, penten, hexen atd.
- Alkyny zahrnují ethyn (acetylen), propin, butin, pentin, hexin atd.
- Mimochodem, dvojné a trojné vazby nemusí být jednoduché. V tomto případě takové struktury patří k alkadienu a alkadiinům. Ale nechoď příliš hluboko.
- Uhlovodíky, jejichž struktura je uzavřená, mají svá vlastní jména: cykloalkany, cykloalkeny a cykloalkyny.
- Názvy prvního: cyklopropan, cyklobutan, cyklopentan, cyklohexan atd.
- Do druhé třídy patří cyklopropen, cyklobuten, cyklopenten, cyklohexen atd.
- Konečně, cykloalkyny, které se v přírodě nevyskytují. Snažili se je syntetizovat velmi dlouho a dlouho, a to bylo možné až na začátku 20. století. Cykloalkynové molekuly se skládají z nejméně 8 atomů uhlíku. S menším množstvím je připojení jednoduše nestabilní kvůli příliš vysokému napětí.
- Existují také areny (aromatické uhlovodíky), jejichž nejjednodušším a nejběžnějším zástupcem je benzen. Do této třídy patří také naftalen, furan, thiofen, indol atd.
Vlastnosti
Jak již bylo zmíněno výše, uhlovodíky tvoří obrovské množství široké škály látek. Proto je poněkud zvláštní mluvit o jejich společných vlastnostech, protože prostě žádné neexistují.
Jediná věc, kterou lze považovat za stejnou vlastnost pro všechny uhlovodíky, je složení. A také skutečnost, že na začátku každé řadys rostoucím počtem atomů uhlíku dochází k přechodu z plynné a kapalné formy na pevnou.
Je tu ještě jedna podobnost: všechny uhlovodíky mají dobrou hořlavost. V tomto případě se uvolňuje velké množství tepla, tvoří se oxid uhličitý a voda.
Přírodní prameny
Stejně jako jiné nerosty se některé uhlovodíky nacházejí ve formě ložisek a zásob v zemské kůře. Zejména tvoří většinu plynu a ropy. To je jasně vidět při zpracování posledně jmenovaného: v procesu se uvolňuje obrovské množství látek, z nichž většina se týká konkrétně uhlovodíků. Plyn a vůbec z 80-97% se obvykle skládá z metanu. Metan navíc vzniká rozkladem organického odpadu a zůstává, takže jeho produkce nepředstavuje vážný problém.
Další zdroje uhlovodíků – laboratoře. Látky, které se v přírodě nevyskytují, mohou být syntetizovány z jiných sloučenin pomocí chemických reakcí.
Použít
Uhlovodíky hrají v moderním životě lidstva obrovskou roli. Ropa a plyn se staly velmi cennými zdroji, protože slouží jako palivo a nosiče energie. Ale to nejsou jediné způsoby, jak použít sloučeniny z této třídy. Uhlovodíky jsou doslova vše, co obklopuje lidi v každodenním životě. Pomocí polymerace bylo možné získat nové materiály, ze kterých se vyrábí různé druhy plastů, tkanin atd. Petrolej, rozpouštědla, barvy a laky, parafíny, asf alt, dehet, bitumen, a to nepočítám hlavní produktyrafinace ropy – benzín a nafta.
Význam těchto látek je obrovský. Nenasycené i nasycené uhlovodíky jsou stovky a tisíce věcí, na které je každý člověk zvyklý a neobejde se bez nich v těch nejjednodušších situacích. Je extrémně obtížné odmítnout jejich použití, i když vezmeme v úvahu skutečnost, že zásoby ropy a plynu dojdou, jak předpovídají analytici. Lidstvo již aktivně vyhledává alternativní zdroje energie, ale žádná z možností dosud neprokázala stejnou účinnost a všestrannost jako uhlovodíky.
