معرفی هیدروکربن ها

معرفی هیدروکربن ها :

هیدروکربن ها (hydrocarbon) گروهی از ترکیبات آلی هستند که در ساختار مولکولی خود دارای عنصر کربن و هیدروژن میباشند.هیدروکربن ها به دو دسته آلیفاتیک (Aliphatic compound) و آروماتیک (Aromatic) تقسیم میشوند.

تعریف هیدروکربن های آروماتیک :

دسته ای از هیدروکربن ها که ساختار زنجیری دارند و حلقه در ترکیب آنها وجود ندارد یا اگر دارای حلقه هستند آلیفاتیک نیست.

انواع هیدروکربن های آلیفاتیک:

1.آلکان ها:

آلکان ها ساده ترین هیدروکربن ها هستند که هراتم کربن با یک اتم کربن دیگر و سه اتم هیدروژن پیوند کووالانسی برقرار کرده است.

ویژگی آلکان ها:

ـ فرمول کلی آلکان CnH2n+2 است.
ـ آلکان ها هیدروکربن های سیرشده هستند یعنی در ساختارشان پیوند دوگانه وسه گانه دیده نمیشود.
ـ آلکان ها دارای ساختار همولوگ (یک سری ترکیب که در آنها هر عضو نسبت به عضو بعدی در مقدار ثابتی تفاوت داشته باشد، سری همولوگ می‌نامند ) هستند.
ـ همه آلکان ها به صورت گاز، مایع و جامد بی رنگ هستند.
ـ با افزایش طول زنجیره نقطه جوش، نقطه ذوب و گرانروی یا ویسکوزیته (میزان عدم تمایل مایع در برابر جاری شدن ) افزایش میابد، اما با شاخه دار شدن ترکیب این عوامل کاهش میابند.
ـ آلکان ها غیرقطبی اند در نتیجه در حلال های غیرقطبی مانند بنزن ، اتر و کلروفرم به خوبی حل میشوند.
ـ با افزایش اندازه آلکان ها چگالی یا دانسیته آنها افزایش میابد اما دانسیته آلکان ها کمتر از آب است.
ـ آلکان ها با هالوژن ها واکنش جانشینی انجام میدهند و هالوآلکان ها را میسازند.

مهمترین آلکان ها عبارتند از:

  • متان (CH4)
  • اتان (C2H6)
  • پروپان (C3H8)
  • بوتان (C4H10)
  • پنتان (C5H12)
  • هگزان (C6H14)
  • هپتان (C7H16)
  • اوکتان(C8H18)
  • نونان (C9H20)
  • دکان (C10H22)

 

2. آلکن ها:

آلکان ها هیدروکربن های سیر نشده یا غیراشباع(unsaturated)  هستند یعنی در ساختار خود دارای پیوند دوگانه کربن ـ کربن میباشند و به یکی از کربن ها گروه عاملی OH ـ  متصل شده است. آلکن ها با گرفتن اتم هیدروژن تبدیل به آلکان سیرشده میشوند.

ویژگی آلکن ها:

ـ فرمول کلی آلکن ها بصورت CnH2n میباشد.
ـ آلکن ها قطبیت کمتری نسبت به آلکان ها دارند و در حلال های غیرقطبی مانند دی کلرومتان ، کلروفرم و اتر محلول و در آب نامحلول هستند.
ـ نقطه ذوب و نقطه جوش با افزایش طول زنجیره زیاد میشود و با شاخه دار شدن کاهش میابد.
ـ بسیاری از خواص فیزیکی آلکن ها شبیه آلکان ها است.
ـ از آلکن ها برای رسیدن و جلوگیری از خراب شدن میوه ها استفاده میکنند.

مهمترین آلکن ها عبارتند از:

  • اتیلن (C2H4)
  • پروپن (C3H6)
  • بوتن (C4H8)

آلکین ها:

آلکین ها مانند آلکن ها هیدروکربن های سیرنشده اند که حداقل دارای یک پیوند سه گانه کربن ـ کربن میباشد.
ویژگی آلکین ها:
ـ فرمول کلی آلکین ها CnH2n_2 است.
ـ آلکین ها قطبیت کمتری نسبت به آلکان ها و آلکن ها دارد که در حلال هایی با قطبیت کمتر مانند تتراکلریدکربن، بنزن و اتر به خوبی حل میشود. آلکین ها نیز مانند آلکان ها و آلکن ها در آب نا محلول اند چون قطبیتشان از آب کمتر و سبک تر هستند.
ـ نقطه ذوب وجوش الکین ها با افزایش طول زنجیره زیاد وبا زیاد شدن شاخه کاهش میابد.
ـ قدرت اسیدی آلکین ها از آلکان ها و آلکین ها بیشتر است.
ـ الکترونگاتیوی بیشتر آلکین ها باعث شده بسیار سودمند باشند ، زیرا بازهای قوی از جمله: سدیم آمید، آلکیل لیتیم ها و واکنشگرهای گرینیارد (ترکیبات آلی فلزی دارای فرمول عمومی (RMgX) و نام عمومی آلکیل منیزیم هالید) میتوانند از آلکیل های انتهایی پروتون زایی کرده و آنها را به آنیون های آلکینیل که حد واسط های سنتزی مهمی به شمار میروند تبدیل میکند.

 

سوختن هیدروکربن ها:

مواد شیمیایی مانند متان، بنزن وپارافین (شمع) جزء هیدروکربن ها هستند و هنگامی که در اکسیژن سوزانده میشوند بخار آب و کربن دی اکسید (CO2) تولید میکنند.

تعریف هیدروکربن های آروماتیک:

آروماتیک به معنی خوشبو است و به ترکیبات آلی گفته میشود که در ساختار آن یک حلقه جفت از پیوندهای غیر اشباع ، جفت های تکی یا اوربیتال های خالی یک استواری قوی از استواری جفت سازی تنها را از خود نشان میدهند.
هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه (Ploycyclic Aromatic Hydrocarbons) گروه بزرگی از ترکیبات آلی که در ساختار خود دو تا هفت حلقه بنزنی دارند.PAHs گروه وسیعی از آلاینده های زیست محیطی میباشند که ناشی از احتراق ناقص مواد آلی نظیر سوخت های فسیلی میباشد.

ویژگی های ترکیبات آروماتیک:

ـ ترکیبات آروماتیک خوشبو و معطر هستند.
ـ ترکیبات آروماتیکی از قاعده هوکل (4n+2) پیروی میکنند.
ـ در ترکیب های آروماتیک هرچه تعداد الکترون های بیشتری در رزونانس شرکت کرده باشند، انرژی آزاد شده بیشتر و پایداری نسبی بیشتری در پی دارد.
ـ نقطه جوش بستگی به قطبیت ترکیبات دارد.
ـ ترکیبات چند هسته ای آروماتیک سرطان زا هستند.

مهمترین ترکیبات آروماتیک عبارتند از:

  • بنزن (Banzene)
  • نفتالن (Naphthalene)
  • فلورانتن (Fluoranthene)
  • بنزوفلورانتن

سفیر آزما کیان برند اول فروش مواد شیمیایی و آزمایشگاهی در ایران می باشد.

با تشکر مجله دانش شیمی و تیم پایان نامه من