Въглеводородите са съединения на въглерода с водород, които не съдържат други елементи. Класификация на въглеводороди
Какво представляват въглеводородите? Как се класифицират? Какви функции имат? Да опитаме заедно, за да намерим отговори на въпросите.
Въглеводородите са органични съединения които съдържат водород и въглерод. Те се считат за органични съединения в основната химия.
класификация
В зависимост от състоянието на връзката между въглерода на основната верига, обичайно е всички C x H y да се разделят на няколко типа. Единни въглеродни съединения с водород са характерни за наситените въглеводороди.
алкани
Ограничените въглеводороди са съединения с обща формула CnH2n + 2 . Сред техните характеристики можем да споменем липсата на затворена структура, както и единични (прости) облигации. Те се наричат ациклични съединения в органичната химия.
Типичен представител на този клас е метан - СН4. Той е този, който започва хомоложната серия от алкани, притежава всички свойства, присъщи на другите представители на парафините.
Първите представители на този клас въглеводороди са газообразни вещества с ниска разтворимост във вода, специфична миризма.
Сред основните химични свойства, притежавани от представителите на хомоложните серии алкани, ние отделяме радикално заместване.
Халогенирането се осъществява при повишени температури или в присъствието на ултравиолетова радиация. Реакцията протича в няколко етапа, характеризиращи се с постепенно заместване на водородните атоми с халоген. Свойствата на въглеводороди от редица метан се обясняват с наситеността на връзката между въглеродните атоми. Те не са в състояние да влязат в реакции на добавяне, докато изгарят добре кислорода от въздуха, за да образуват въглероден диоксид, водни пари и да отделят достатъчно топлинна енергия.
Сред основните отрасли на приложение на представителите на този клас въглеводороди се посочва употребата като гориво, както и възможността за суровини за производството на много други органични съединения.
алкени
Ненаситените въглеводороди са съединения, които имат една или повече множествени (ненаситени) връзки между въглеродни атоми. Алкените имат обща формула CnH2n . Типичен представител на този клас е етиленът.
Тези естествени въглеводороди са част от петрола. Като се има предвид, че молекулата съдържа двойна връзка, реакциите на присъединяване са характерни за алкените. Например, те могат да влязат в халогениране, хидратация.
Ако двойната връзка е разположена в първа позиция, например, в бутен-1, добавянето на водороден халогенид и хидратация (реакция с вода) протичат съгласно правилото на Марковников. Същността му се състои в това, че при хидрохалогениране и хидратация водородът е свързан с въглеродния атом, който е максимално наситен с него.
Хидроксилна група или халогенен атом е свързана към С атом, който не е наситен с водород. Качествена реакция върху ненаситената (двойна) връзка е избелване на бромна вода или калиев перманганат.
циклоалкани
Такива въглеводороди са циклични съединения, които са междукласови изомери за алкени. Те имат обща формула C n H 2n , единични връзки. Като се има предвид, че този клас се характеризира със затворена структура, те влизат в реакции на добавяне, придружени от разрушаване на затворен цикъл, превръщайки се в наситени алкани. Основните източници на такива съединения са природен и свързан газ, нефт. Въпреки цикличната структура, при sp3 хибридизационните молекули, валентният ъгъл е 109 ° 28 '.
алкадиени
Какво друго се характеризира с органичната химия? Въглеводородите от този клас имат обща формула CpH2n-2 . Всички представители на диенови въглеводороди имат две двойни връзки. Ненаситеността на диените определя техните основни химични свойства. По аналогия с алкени, диенови съединения влизат в реакция на прибавяне.
Като тези химични реакции които са характерни за тези съединения, отбелязваме полимеризация. Първоначалният мономер в процеса е представител на диените, а продуктът за взаимодействие е синтетичен каучук. Когато към получения полимер се добави сяра, се получава вулканизация, придружена от образуването на каучук.
алкини
За тези ненаситени органични съединения, характеризиращи се с обща формула CnH2n-2 , можем да отбележим наличието на тройна връзка между въглеродните атоми. Ако се намира след първия въглероден атом, качествената реакция към нейното присъствие е заместване със сложно съединение от сребро.
Както и за алкените, диените, алкините лесно се присъединяват към тройна връзка. Те се характеризират с хидрогениране, хидрохалогениране, халогениране, реакции на хидратация.
Ароматни съединения
Бензенът е първият представител на този клас. Той има обща формула CnH 2n-6 . За разлика от всички други въглеводороди, това съединение има ароматен пръстен. Свободните електрони от всеки въглероден атом участват в неговото формиране. Три електрона от С образуват хибридни облаци, а четвъртият електрон не се подлага на хибридизация. Образува ароматния пръстен, който е равномерно разпределен в молекулата. Равномерното разпределение на пръстена по структура обяснява неговата химическа стабилност. Самият бензен влиза в заместването и добавянето само при тежки условия.
Толуенът, който е негов хомолог, се характеризира с известно изместване на електронната плътност, следователно има по-висок капацитет за заместване. Въглеводородният радикал е ориентант тип 1, входящите заместители (халоген, нитро група) заемат орто, пара позиции.
заключение
Независимо кои характеристики на структурата са различни представители на въглеводороди, те имат определен брой въглеродни атоми и водороди в състава си. Съществува известна тенденция за промяна на физическите свойства на представителите на C x H y . Първите представители на всеки клас имат газообразно състояние, като се увеличава относителната молекулна маса, наблюдава се систематичен преход в течност, след това в твърда форма.