Углеводороды. Предельные углеводороды. Классы углеводородов

К этой группе веществ относятся нефть и метан, природный газ. Их разнообразие велико. Речь, конечно, про углеводороды. Это одновременно одни из самых распространенных и самых востребованных человечеством веществ. Что же они собой представляют? Стоит вспомнить, о чем в 9 классе рассказывала химия.

Углеводороды

Этот класс веществ объединяет самые разные соединения, большинство из которых давно и успешно используются для своих целей человеком. Это объясняется тем, что углерод очень легко образует химические связи, особенно с водородом, поэтому и наблюдается такое разнообразие. Без этого была бы невозможна жизнь в том виде, в котором мы ее знаем.

Углеводороды – это вещества, состоящие из двух элементов: углерода и водорода. Их молекулы могут быть не только линейными, но и разветвленными, а также образовывать замкнутые циклы.

углеводороды это

Классификация

Углерод образует четыре связи, а водород – одну. Но это не значит, что их соотношение всегда равно 1 к 4. Дело в том, что между атомами углерода могут быть не только одинарные, но и двойные, а также тройные связи. По этому критерию различают классы углеводородов. В первом случае эти вещества называются предельными (или алканами), а во втором – ненасыщенными или непредельными (алкенами и алкинами для двух и трех связей соответственно).


Помимо этого, углеводороды часто подвергаются полимеризации – процессу присоединения одинаковых молекул одна к другой. В результате получается совершенно новый материал, не похожий на базовый. Примером может служить полиэтилен, получающийся из просто этилена. Это возможно только когда речь идет о ненасыщенных углеводородах.

Структуры, которые также относятся к классу непредельных, могут с помощью своих свободных радикалов присоединять и новые атомы, отличные от водорода. В этом случае получаются другие органические вещества: спирты, амины, кетоны, эфиры, белки и т. д. Но это уже совершенно отдельные темы в химии.


классы углеводородов

Примеры

Углеводороды – это огромное разнообразие веществ даже с учетом классификации. Но все же стоит кратко перечислить наименования соединений, входящих в этот многочисленный класс.

  1. Предельные углеводороды – это метан, этан, пропан, бутан, пентан, гексан, гептан и т. д. Первое и третье названия наверняка знакомы даже тем, кто не особенно дружит с химией. Так называются довольно распространенные виды газов.
  2. В класс алкенов (олефинов) входят этен (этилен), пропен (пропилен), бутен, пентен, гексен и т. д.
  3. К алкинам относятся этин (ацетилен), пропин, бутин, пентин, гексин и т. д.
  4. Кстати, двойные и тройные связи могут быть не одиночными. В таком случае такие структуры относятся к алкадиенам и алкадиинам. Но слишком уж углубляться не стоит.
  5. Что касается углеводородов, структура которых замкнута, для них есть свои названия: циклоалканы, циклоалкены и циклоалкины.
  6. Названия первых: циклопропан, циклобутан, циклопентан, циклогексан и т. д.
  7. Во второй класс входят циклопропен, циклобутен, циклопентен, циклогексен и т. д.
  8. Наконец циклоалкины, не встречающиеся в природе. Синтезировать их пытались очень давно и долго, и это удалось лишь в начале XX века. Молекулы циклоалкинов состоят не менее чем из 8 атомов углерода. При меньшем количестве соединение просто нестабильно из-за слишком большого напряжения.
  9. Есть еще арены (ароматические углеводороды), самым простым и распространенным представителем которых является бензол. Также к этому классу относятся нафталин, фуран, тиофен, индол и т. д.

химия углеводороды


Свойства

Как уже было упомянуто выше, углеводороды – это огромное количество самых разных веществ. Поэтому говорить об их общих свойствах несколько странно, ведь таковых просто нет.

Одинаковой чертой у всех углеводородов может считаться разве что состав. А также тот факт, что в начале каждого ряда, по мере увеличения количества атомов углерода, происходит переход от газообразной и жидкой формы к твердой.

Есть и еще одна схожесть: все углеводороды обладают хорошей горючестью. При этом выделяется много тепла, образуются углекислый газ и вода.

Природные источники

Как и другие полезные ископаемые, некоторые углеводороды располагаются в виде залежей и запасов в земной коре. В частности, они составляют большую часть газа и нефти. Это хорошо видно при переработке последней: в процессе выделяется огромное количество веществ, большая часть из которых относится именно к углеводородам. Газ и вовсе на 80-97% обычно состоит из метана. Кроме того, метан образуется при разложении органических отходов и останков, так что его получение не представляет серьезной проблемы.

Другие источники углеводородов – лаборатории. Те вещества, которые не встречаются в природе, могут быть синтезированы из других соединений с помощью химических реакций.

источники углеводородов

Использование

Углеводороды играют огромную роль в современной жизни человечества. Нефть и газ стали очень ценными ресурсами, ведь они служат в качестве топлива и энергоносителей. Но это не единственные способы применения соединений из данного класса. Углеводороды – это буквально все, что окружает людей в быту. С помощью полимеризации удалось получить новые материалы, из которых изготавливаются разные виды пластмасс, тканей и т. д. Керосин, растворители, лакокрасочные изделия, парафины, асфальт, гудрон, битум, и это не считая основных продуктов нефтепереработки – бензина и дизельного топлива.

Значение этих веществ огромно. Как непредельные, так и предельные углеводороды – это сотни и тысячи вещей, к которым каждый человек привык и не может без них обходиться в самых простых ситуациях. Отказаться от их использования крайне сложно даже с учетом того, что запасы нефти и газа иссякнут, как предрекают аналитики. Уже сейчас человечество ведет активный поиск альтернативных источников энергии, но ни один из вариантов пока не показал такой же эффективности и универсальности, как углеводороды.

Парафиновые углеводороды : общая формула расчета, свойства и ...
Парафины - то, с чего обычно начинается изучение химии углерода. Простейшие органические соединения, на которых наглядно объясняются основные принципы и особенности этого раздела химии. Широкой публике, правда, они более известны как основная ...
далее
Что это - рациональная номенклатура
Рациональная номенклатура была первой системой наименования органических соединений, позволяющей по названиям определить их принадлежность к тому или иному классу и оценить особенности строения молекул. Она пришла на смену тривиальной номенклатуре и ...
далее
Узнаем что представляют собой ароматические углеводороды: формула ...
Рассмотрим гомологический ряд бензола, именуемый ароматическими углеводородами. Выявим их отличительные характеристики, а также основные сферы применения.
далее
Химические соединения. Краткая характеристика, примеры и свойства
Окружающий нас мир состоит из различного рода элементов и структур. Одним из примеров таких структур являются химические соединения. Что это такое, каковы их свойства, какими они бывают, примеры, классы, разновидности - все это обсуждается в статье. 
далее
Химические соединения. Краткая характеристика, примеры и свойства
Галогенопроизводные углеводороды: химические свойства, применение
Углеводороды - очень большой класс соединений, относящихся к органическим. Они включают в себя несколько основных групп веществ, среди которых практически каждое находит широкое применение в промышленности, быту, природе. Особенное значение имеют галогенопроизводные углеводороды, о которых и пойдет речь в статье.
далее
Галогенопроизводные углеводороды: химические свойства, применение
Узнаем как составлять изомеры и гомологи? Узнаем как составлять изомеры алканов?
В органической химии выделяют разные классы углеводородов. Каждый из них имеет свою общую формулу, качественные химические реакции, гомологический ряд. Проанализируем особенности составления структурных формул изомеров предельных углеводородов.
далее
Узнаем как составлять изомеры и гомологи? Узнаем как составлять изомеры алканов?
Горючие газы: названия, свойства и использование
Горючие газы - углеводороды, образующиеся в земной коре в результате термического разложения органических остатков. Являются высокоэкономичным энергетическим топливом.
далее
Горючие газы: названия, свойства и использование