Углеводороды

Мы объясним, что такое углеводороды, их характеристики и как они классифицируются. А также их производные, применение и воздействие на окружающую среду
Нефть, природный газ и уголь являются основными источниками углеводородов

Что такое углеводороды?

Углеводороды – это различные типы органических соединений. Они могут быть более или менее сложными, но всегда состоят из скелета атомов углерода (C) и водорода (H) , а также любых других элементов

Каждый углеводород имеет свои структурные схемы, поскольку конкретная конфигурация определяет его физические и химические свойства, а также название данного вещества.FK7VM нефть природный газ и уголь являются основными источниками углеводородов

Большинство углеводородов находится в недрах Земли , погребенных под слоями и пластами горных пород и почвы. Они являются продуктом анаэробного разложения в очень специфических условиях большого количества органических веществ , которые в древние времена составляли тела различных живых существ

Углеводороды также присутствуют в телах различных живых существ , в специфических формах, таких как камедь, производимая каучуковыми деревьями, или набор пигментов, называемых каротинами, которые содержатся в некоторых растениях. Более того, они могут быть синтезированы в лаборатории при наличии подходящего сырья

Учитывая их огромный химический и энергетический потенциал, углеводороды являются незаменимой частью различных отраслей промышленности , включая производство электрической энергии

Характеристика углеводородов

Некоторые характеристики углеводородов таковы:

• Они состоят в основном из углерода и водорода, с возможными добавками других элементов или других радикальных групп. В то время как атомы углерода составляют структуру соединения, атомы водорода в некоторых случаях служат мостиком, удерживающим их вместе в определенной конфигурации (форма, структура , ориентация).
• Они могут иметь каркас из молекул линейных или разветвленных, открытых или закрытых. Являются ли они одним углеводородом или другим, зависит от их расположения и количества компонентов.
• Они легко воспламеняются и обладают огромной энергоемкостью , что делает их идеальным сырьем для промышленной переработки и производства энергии.
• Наиболее токсичен , и может выделять пары , опасные для здоровья

Классификация углеводородов

Каждый углеводород имеет определенную молекулярную структуру.

С момента их открытия в 19 веке углеводороды классифицировались по двум возможным критериям: тип их структуры и тип связи между их атомами . Согласно первой классификации, выделяют две категории:

• Ациклические или углеводороды с открытой цепью. Это углеводороды, цепочка молекул которых не замыкается сама на себя. В свою очередь, их можно разделить на линейные (линейно-образные) и разветвленные (с различными разветвлениями). Например:
  
• Циклические углеводороды или углеводороды с замкнутой цепью – это углеводороды, молекулы которых замыкаются сами на себя. Далее их можно разделить на моноциклические (одноциклические) и полициклические (многоциклические). Например:
  

С другой стороны, подчиняясь второй классификации, мы имеем:

• Они имеют ароматическое кольцо, то есть циклическую структуру, подчиняющуюся так называемому правилу Хюккеля, которое гласит, что число делокализованных электронов в ароматическом соединении соответствует:
  

Где:

• n.представляет собой целое число
• Ne. Представляет собой число электронов , делокализованных в ароматическом соединении.

Например, бензол (C6H6) имеет в своей структуре 6 делокализованных электронов (называемых пи (?) электронами), из чего следует, что n должно быть равно 1

Почти все ароматические углеводороды обычно (но не всегда) являются производными бензола, и поэтому гексагональная структура бензола является частью многих из этих ароматических соединений. Название ароматические происходит от того, что эти соединения первоначально были получены путем разложения химических веществ с приятным запахом. Примерами ароматических соединений являются:

• Алифатические углеводороды. Они не имеют ароматического кольца. Их название происходит от греческого aleiphar, т.е. жир, поскольку они получаются при разложении масел и жиров. Они классифицируются как насыщенные (имеющие одноатомные связи) и ненасыщенные (имеющие по крайней мере одну кратную, двойную или тройную связь). Примерами алифатических углеводородов являются:
  

Важность углеводородов

Углеводороды являются чрезвычайно универсальными веществами, поскольку они служат сырьем для производства широкого спектра продуктов. Кроме того, они обладают высоким энергетическим потенциалом, т.е. их сгорание происходит легко и интенсивно, поэтому они энергетически поддерживают разнообразные отрасли промышленности , начиная от материалов, растворителей ископаемого топлива и заканчивая производством электроэнергии

К этому добавляется тот факт, что их образование заняло миллионы лет медленных химических процессов под землей, поэтому они являются важным, но невозобновляемым ресурсом, который однажды будет исчерпан навсегда (или, по крайней мере, на хороший промежуток времени). Их использование должно происходить в условиях крайней ответственности

Производные и применение углеводородов

Углеводороды используются для производства различных пластиковых материалов.

Углеводороды имеют огромное количество применений для человека , включая:

• Производство энергии. Благодаря своей огромной мощности сгорания углеводороды используются в качестве источника энергии для производства электроэнергии. Это осуществляется на определенных типах электростанций и обеспечивает энергией дома и другие отрасли промышленности и поддерживает наш образ жизни.
• Выработка топлива. Их энергетическая мощность позволяет использовать их для производства различных видов топлива (бензина, дизельного топлива, сжиженного природного газа ), для питания различных видов транспортных средств или для питания различных бытовых приборов, таких как обогреватели, плиты и обогреватели помещений, которые работают на таких газах, как бутан или пропан.
• Производство пластмасс. Различные виды пластмасс и универсальных материалов могут быть получены в лабораториях при работе с углеводородами. Эти материалы настолько дешевы, эффективны и просты в производстве, что вокруг них существует огромная индустрия.
• Производство растворителей и других продуктов. Многие углеводороды являются основными компонентами растворителей и сольвентов, чистящих средств, удобрений или битума.

Воздействие углеводородов на окружающую среду

Использование углеводородов имеет свою цену, и первое воздействие оказывается на окружающую среду. В целом, это токсичные вещества , способные нанести большой экологический ущерб в случае их разлива в природу , как это происходит при разливах нефти или утечках сырой нефти. Восстановление такого экологического ущерба зачастую требует больших затрат и времени

Кроме того, в зависимости от вида нефти, ее выброс или сжигание приводит к выбросу парниковых газов атмосферу , т.е. богатых углеродом газов, таких как метан (CH4) или углекислый газ (CO2)

Эти газы могут разрушить озоновый слой планеты, а также блокировать выход энергии через атмосферу, внося значительный вклад в глобальное потепление изменение климата. Сжигание ископаемого топлива, по сути, является одним из основных факторов этой глобальной проблемы