ნივთიერებების ამ ჯგუფში შედის ნავთობი და მეთანი, ბუნებრივი აირი. მათი მრავალფეროვნება დიდია. მე ვსაუბრობ, რა თქმა უნდა, ნახშირწყალბადებზე. ის ამავე დროს ერთ-ერთი ყველაზე გავრცელებული და ყველაზე მოთხოვნადი ნივთიერებაა კაცობრიობის მიერ. Რა არიან ისინი? ღირს გავიხსენოთ, რა იყო ქიმია მე-9 კლასში.
ნახშირწყალბადები
ნივთიერებების ეს კლასი აერთიანებს სხვადასხვა ნაერთებს, რომელთა უმეტესობას ადამიანი წარმატებით იყენებს საკუთარი მიზნებისთვის დიდი ხნის განმავლობაში. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ნახშირბადი ძალიან ადვილად აყალიბებს ქიმიურ კავშირებს, განსაკუთრებით წყალბადთან, რის გამოც არსებობს ასეთი მრავალფეროვნება. მის გარეშე შეუძლებელი იქნებოდა ცხოვრება, როგორც ვიცით.
ნახშირწყალბადები არის ნივთიერებები, რომლებიც შედგება ორი ელემენტისგან: ნახშირბადი და წყალბადი. მათი მოლეკულები შეიძლება იყოს არა მხოლოდ წრფივი, არამედ განშტოებული და ასევე დახურული ციკლების შექმნა.
კლასიფიკაცია
ნახშირბადი ქმნის ოთხ ბმას, წყალბადი კი ერთს. მაგრამ ეს არ ნიშნავს, რომ მათი თანაფარდობა ყოველთვის 1-დან 4-მდეა. ფაქტია, რომ ნახშირბადის ატომებს შორის შეიძლება იყოს არა მარტო ერთჯერადი, არამედ ორმაგი, ასევე სამმაგი ბმები. ამ კრიტერიუმის მიხედვით განასხვავებენ კლასებსნახშირწყალბადები. პირველ შემთხვევაში, ამ ნივთიერებებს უწოდებენ გაჯერებულს (ან ალკანებს), ხოლო მეორეში - უჯერი ან უჯერი (ალკენები და ალკინები, შესაბამისად, ორი და სამი ბმულისთვის).
სხვა კლასიფიკაცია მოიცავს მოლეკულის განხილვას. ამ შემთხვევაში განასხვავებენ ალიფატურ ნახშირწყალბადებს, რომელთა აგებულება წრფივია და კარბოციკლური, დახურული ჯაჭვის სახით. ეს უკანასკნელნი, თავის მხრივ, იყოფა ალიციკლურ და არომატულებად.
გარდა ამისა, ნახშირწყალბადები ხშირად განიცდიან პოლიმერიზაციას - იდენტური მოლეკულების ერთმანეთთან მიმაგრების პროცესს. შედეგი არის სრულიად ახალი მასალა, რომელიც არ ჰგავს ბაზას. ამის მაგალითია პოლიეთილენი, რომელიც მზადდება მხოლოდ ეთილენისგან. ეს შესაძლებელია მხოლოდ მაშინ, როდესაც საქმე ეხება უჯერი ნახშირწყალბადებს.
სტრუქტურებს, რომლებიც ასევე მიეკუთვნებიან უჯერითა კლასს, ასევე შეუძლიათ წყალბადის გარდა ახალი ატომების დამატება თავიანთი თავისუფალი რადიკალების დახმარებით. ამ შემთხვევაში მიიღება სხვა ორგანული ნივთიერებები: სპირტები, ამინები, კეტონები, ეთერები, ცილები და ა.შ. მაგრამ ეს არის სრულიად ცალკეული თემები ქიმიაში.
მაგალითები
ნახშირწყალბადები არის ნივთიერებების უზარმაზარი მრავალფეროვნება, თუნდაც კლასიფიკაციის გათვალისწინებით. მაგრამ მაინც, ღირს მოკლედ ჩამოთვალოთ ამ მრავალრიცხოვან კლასში შემავალი ნაერთების სახელები.
- საბოლოო ნახშირწყალბადები არის მეთანი, ეთანი, პროპანი, ბუტანი, პენტანი, ჰექსანი, ჰეპტანი და ა.შ. პირველი და მესამე სახელები, ალბათ, ცნობილია მათთვისაც კი, ვინც ქიმიას განსაკუთრებით არ აინტერესებს. Ისესაკმაოდ გავრცელებულ გაზებს უწოდებენ.
- ალკენების (ოლეფინების) კლასში შედის ეთენი (ეთილენი), პროპენი (პროპილენი), ბუტენი, პენტენი, ჰექსენი და სხვ.
- ალკინებში შედის ეთინი (აცეტილენი), პროპინი, ბუტინი, პენტინი, ჰექსინი და ა.შ.
- სხვათა შორის, ორმაგი და სამმაგი ბმები შეიძლება არ იყოს ერთჯერადი. ამ შემთხვევაში, ასეთი სტრუქტურები ეკუთვნის ალკადიენებსა და ალკადიინებს. მაგრამ ძალიან ღრმად ნუ ჩახვალ.
- რაც შეეხება ნახშირწყალბადებს, რომელთა აგებულება დახურულია, მათ აქვთ საკუთარი სახელები: ციკლოალკანები, ციკლოალკენები და ციკლოალკინები.
- პირველთა სახელები: ციკლოპროპანი, ციკლობუტანი, ციკლოპენტანი, ციკლოჰექსანი და ა.შ.
- მეორე კლასში შედის ციკლოპროპენი, ციკლობუტენი, ციკლოპენტენი, ციკლოჰექსენი და ა.შ.
- ბოლოს, ციკლოალკინები, რომლებიც ბუნებაში არ გვხვდება. ისინი ცდილობდნენ მათ სინთეზირებას ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში და დიდი ხნის განმავლობაში და ეს შესაძლებელი გახდა მხოლოდ მე-20 საუკუნის დასაწყისში. ციკლოალკინის მოლეკულები შედგება მინიმუმ 8 ნახშირბადის ატომისგან. ნაკლების შემთხვევაში, კავშირი უბრალოდ არასტაბილურია ზედმეტი ძაბვის გამო.
- არსებობს აგრეთვე არენები (არომატული ნახშირწყალბადები), რომელთა უმარტივესი და ყველაზე გავრცელებული წარმომადგენელია ბენზოლი. ასევე ამ კლასშია ნაფტალინი, ფურანი, თიოფენი, ინდოლი და ა.შ.
თვისებები
როგორც ზემოთ აღინიშნა, ნახშირწყალბადები წარმოადგენენ დიდი რაოდენობით სხვადასხვა ნივთიერებებს. ამიტომ, გარკვეულწილად უცნაურია მათ საერთო თვისებებზე საუბარი, რადგან უბრალოდ არ არსებობს.
ერთადერთი, რაც ყველა ნახშირწყალბადისთვის ერთნაირად შეიძლება ჩაითვალოს, არის შემადგენლობა. და ასევე ის ფაქტი, რომ ყოველი რიგის დასაწყისში,ნახშირბადის ატომების რაოდენობის მატებასთან ერთად ხდება გადასვლა აირისებრი და თხევადი ფორმიდან მყარზე.
არის კიდევ ერთი მსგავსება: ყველა ნახშირწყალბადს აქვს კარგი აალებადი. ამ შემთხვევაში გამოიყოფა დიდი სითბო, წარმოიქმნება ნახშირორჟანგი და წყალი.
ბუნებრივი წყაროები
სხვა მინერალების მსგავსად, ზოგიერთი ნახშირწყალბადები განლაგებულია დეპოზიტებისა და მარაგების სახით დედამიწის ქერქში. კერძოდ, ისინი შეადგენენ გაზისა და ნავთობის უმრავლესობას. ეს ნათლად ჩანს ამ უკანასკნელის დამუშავებისას: პროცესში გამოიყოფა უზარმაზარი რაოდენობით ნივთიერებები, რომელთა უმეტესობა კონკრეტულად ნახშირწყალბადებს ეხება. გაზი და საერთოდ 80-97% ჩვეულებრივ შედგება მეთანისგან. გარდა ამისა, მეთანი წარმოიქმნება ორგანული ნარჩენების დაშლის შედეგად და რჩება, ამიტომ მისი წარმოება არ წარმოადგენს სერიოზულ პრობლემას.
ნახშირწყალბადების სხვა წყაროები - ლაბორატორიები. ის ნივთიერებები, რომლებიც ბუნებაში არ გვხვდება, შეიძლება სინთეზირებული იყოს სხვა ნაერთებისგან ქიმიური რეაქციების გამოყენებით.
გამოიყენე
ნახშირწყალბადები დიდ როლს თამაშობენ კაცობრიობის თანამედროვე ცხოვრებაში. ნავთობი და გაზი გახდა ძალიან ღირებული რესურსები, რადგან ისინი ემსახურებიან როგორც საწვავი და ენერგიის მატარებლები. მაგრამ ეს არ არის ამ კლასის ნაერთების გამოყენების ერთადერთი გზა. ნახშირწყალბადები არის ფაქტიურად ყველაფერი, რაც აკრავს ადამიანებს ყოველდღიურ ცხოვრებაში. პოლიმერიზაციის საშუალებით შესაძლებელი გახდა ახალი მასალების მიღება, საიდანაც მზადდება სხვადასხვა სახის პლასტმასი, ქსოვილი და ა.შ.. ნავთი, გამხსნელები, საღებავები და ლაქები, პარაფინები, ასფალტი, ტარი, ბიტუმი და ეს არ არის მთავარი. პროდუქტებინავთობის გადამუშავება - ბენზინი და დიზელის საწვავი.
ამ ნივთიერებების მნიშვნელობა უზარმაზარია. როგორც უჯერი, ასევე გაჯერებული ნახშირწყალბადები ასობით და ათასობით ნივთია, რომელსაც ყველა ადამიანი შეჩვეულია და მათ გარეშე არ შეუძლია უმარტივეს სიტუაციებში. მათ გამოყენებაზე უარის თქმა უკიდურესად რთულია თუნდაც იმის გათვალისწინებით, რომ ნავთობისა და გაზის მარაგები ამოიწურება, როგორც ამას ანალიტიკოსები ვარაუდობენ. კაცობრიობა უკვე აქტიურად ეძებს ენერგიის ალტერნატიულ წყაროებს, მაგრამ არცერთ ვარიანტს ჯერ არ გამოუჩენია ისეთივე ეფექტურობა და მრავალფეროვნება, როგორც ნახშირწყალბადები.
