Ta skupina snovi vključuje nafto in metan, zemeljski plin. Njihova raznolikost je velika. Govorim seveda o ogljikovodikih. Je hkrati ena najbolj razširjenih in najbolj zahtevanih snovi človeštva. Kaj so oni? Vredno se je spomniti, kaj je bila kemija v 9. razredu.
ogljikovodiki
Ta razred snovi združuje različne spojine, od katerih jih ljudje že dolgo uspešno uporabljajo za svoje namene. To je posledica dejstva, da ogljik zelo enostavno tvori kemične vezi, zlasti z vodikom, zato obstaja takšna raznolikost. Brez tega bi bilo življenje, kot ga poznamo, nemogoče.
Ogljikovodiki so snovi, sestavljene iz dveh elementov: ogljika in vodika. Njihove molekule so lahko ne le linearne, ampak tudi razvejane in tvorijo tudi zaprte cikle.
Razvrstitev
Ogljik tvori štiri vezi, vodik pa eno. Toda to ne pomeni, da je njihovo razmerje vedno 1 proti 4. Dejstvo je, da lahko med atomi ogljika obstajajo ne samo enojne, temveč tudi dvojne, pa tudi trojne vezi. Po tem merilu se razlikujejo razrediogljikovodiki. V prvem primeru se te snovi imenujejo nasičene (ali alkani), v drugem pa nenasičene ali nenasičene (alkeni in alkini za dve oziroma tri vezi).
Druga klasifikacija vključuje upoštevanje molekule. V tem primeru ločimo alifatske ogljikovodike, katerih struktura je linearna, in karbociklične v obliki zaprte verige. Slednje pa se delijo na aliciklične in aromatske.
Poleg tega so ogljikovodiki pogosto podvrženi polimerizaciji – procesu pritrjevanja identičnih molekul med seboj. Rezultat je popolnoma nov material, ki ni podoben osnovi. Primer je polietilen, ki je narejen samo iz etilena. To je mogoče le, če gre za nenasičene ogljikovodike.
Strukture, ki prav tako spadajo v razred nenasičenih, lahko s pomočjo prostih radikalov dodajajo tudi nove atome razen vodika. V tem primeru se pridobivajo druge organske snovi: alkoholi, amini, ketoni, etri, beljakovine itd. Ampak to so popolnoma ločene teme v kemiji.
Primeri
Ogljikovodiki so ogromno različnih snovi, tudi če upoštevamo razvrstitev. A vseeno je vredno na kratko našteti imena spojin, ki so vključene v ta številni razred.
- Končni ogljikovodiki so metan, etan, propan, butan, pentan, heksan, heptan itd. Prvo in tretje ime verjetno poznajo tudi tisti, ki s kemijo niso posebej prijazni. Torejprecej pogoste vrste plinov se imenujejo.
- Razred alkenov (olefinov) vključuje eten (etilen), propen (propilen), buten, penten, heksen, itd.
- Alkini vključujejo etin (acetilen), propin, butin, pentin, heksin itd.
- Mimogrede, dvojne in trojne obveznice morda niso enojne. V tem primeru takšne strukture spadajo med alkadiene in alkadiine. Ampak ne pojdi pregloboko.
- Za ogljikovodike, katerih struktura je zaprta, imajo svoja imena: cikloalkani, cikloalkeni in cikloalkini.
- Imena prvih: ciklopropan, ciklobutan, ciklopentan, cikloheksan itd.
- Drugi razred vključuje ciklopropen, ciklobuten, ciklopenten, cikloheksen itd.
- Nazadnje, cikloalkini, ki se v naravi ne pojavljajo. Zelo dolgo in dolgo so jih poskušali sintetizirati, to pa je bilo mogoče šele na začetku 20. stoletja. Molekule cikloalkina so sestavljene iz najmanj 8 atomov ogljika. Z manj je povezava preprosto nestabilna zaradi prevelike napetosti.
- Obstajajo tudi areni (aromatski ogljikovodiki), katerih najpreprostejši in najpogostejši predstavnik je benzen. V tem razredu so tudi naftalen, furan, tiofen, indol itd.
Lastnosti
Kot že omenjeno, so ogljikovodiki ogromna količina najrazličnejših snovi. Zato je nekoliko nenavadno govoriti o njihovih skupnih lastnostih, saj jih preprosto ni.
Edina stvar, ki jo lahko štejemo za isto lastnost za vse ogljikovodike, je sestava. In tudi dejstvo, da na začetku vsake vrstice,ko se število ogljikovih atomov poveča, pride do prehoda iz plinaste in tekoče oblike v trdno.
Obstaja še ena podobnost: vsi ogljikovodiki imajo dobro vnetljivost. V tem primeru se sprosti veliko toplote, nastajata ogljikov dioksid in voda.
Naravni izviri
Tako kot drugi minerali se tudi nekateri ogljikovodiki nahajajo v obliki nahajališč in zalog v zemeljski skorji. Predvsem predstavljajo večino plina in nafte. To se jasno vidi med predelavo slednjega: v procesu se sprosti ogromna količina snovi, od katerih se večina nanaša prav na ogljikovodike. Plin in sploh za 80-97% običajno sestoji iz metana. Poleg tega metan nastane z razgradnjo organskih odpadkov in ostane, zato njegova proizvodnja ni resen problem.
Drugi viri ogljikovodikov - laboratoriji. Tiste snovi, ki se v naravi ne pojavljajo, je mogoče sintetizirati iz drugih spojin s kemičnimi reakcijami.
Uporabi
Ogljikovodiki igrajo veliko vlogo v sodobnem življenju človeštva. Nafta in plin sta postala zelo dragocena vira, saj služita kot nosilca goriva in energije. Vendar to niso edini načini uporabe spojin iz tega razreda. Ogljikovodiki so dobesedno vse, kar obdaja ljudi v vsakdanjem življenju. S pomočjo polimerizacije je bilo mogoče pridobiti nove materiale, iz katerih se izdelujejo različne vrste plastike, tkanin itd. Kerozin, topila, barve in laki, parafini, asf alt, katran, bitumen in to ne šteje glavne izdelkirafiniranje nafte - bencin in dizelsko gorivo.
Pomen teh snovi je ogromen. Tako nenasičeni kot nasičeni ogljikovodiki so na stotine in tisoče stvari, ki jih je vsak človek vajen in brez njih v najpreprostejših situacijah ne more. Njihovo uporabo je izredno težko zavrniti, tudi če upoštevamo dejstvo, da bodo zaloge nafte in plina, kot napovedujejo analitiki, zmanjkale. Človeštvo že aktivno išče alternativne vire energije, vendar nobena od možnosti še ni pokazala enake učinkovitosti in vsestranskosti kot ogljikovodiki.
