Углеводороды и производные

Углеводородные соединения также известны как углеводороды. Это соединения, содержащие только два элемента, водород и углерод. Когда их атомы молекулярного водорода заменяются различными видами атомов других элементов или групп атомов, мы можем получать различные виды производных углеводородов. Немецкий химик Шорлеммер открыл бутан и другие углеводороды и поэтому известен как основоположник химии углеводородов. Существует много типов углеводородов, количество углеводородов с известным строением превышает 2000 видов. Основываясь на способе соединения углеродных связей, они делятся на цепные углеводороды и циклические углеводороды, два типа, причем первый имеет атомы углерода, связанные в форме цепи. По степени насыщения атомом водорода валентных связей их делят на предельные и ненасыщенные углеводороды. К насыщенным углеводородам относятся именно алканы, такие как метан, этан и т.д.; ненасыщенные углеводороды включают олефины и алкины, представленные этиленом и ацетиленом. Циклический углеводород имеет внутримолекулярные углеродные связи, соединенные в замкнутое кольцо. Он включает два вида: алициклические углеводороды и ароматические углеводороды. Есть много общего между алициклическими углеводородами и цепными углеводородами. Общие циклические углеводороды аналогичны углеводородам, в то время как циклический олефин и циклический алкин соответственно аналогичны алкенам и алкинам. Ароматические углеводороды в основном относятся к углеводородам, содержащим структуру бензольного кольца.

Цепной углеводород также известен как алифатический углеводород из-за того, что во время начального исследования; было обнаружено, что липиды масла содержат многие из этих соединений с открытой цепью. Название алициклических углеводородов связано с их сходной природой с алифатическими углеводородами. Природа ароматических углеводородов отличается от других углеводородов, в то время как впервые обнаруженные соединения обладают запахом, что привело к названию, которое используется до сих пор.

Нефть, газ и уголь являются основными источниками углеводородов. Переработка нефти может дать различные смеси алканов, такие как бензин, керосин, дизельное топливо и т. д.; крекинг нефти, риформинг дают различные виды олефинов, алициклических углеводородов и ароматических углеводородов. Каменноугольная смола содержит различные виды ароматических углеводородов (например, бензол, нафталин и т.д.). Многие виды высших углеводородов представлены в растениях, например, пигменты, содержащиеся в помидорах и моркови. Воск многих видов растений и животных также содержит повышенное содержание алканов. Например, пчелиный воск содержит C27H56 и C31H64; воск листьев шпината содержит C33H68, C35H72 и C37H76; воск капустных листьев содержит C29H60 и так далее. Основной компонент натурального каучука полиизопрен также относится к углеводородам. Важным применением углеводородов является их использование в качестве топлива и химического сырья. Путем вторичной переработки нефти можно получить этилен, пропилен, бутадиен, бензол, толуол, ксилол и нафталин и другое основное органическое промышленное сырье. Из этих материалов мы можем дополнительно получать стирол, этанол, ацетон и другие химические вещества. Повторное использование этого сырья может быть использовано для производства различных пластмасс, синтетического каучука, синтетических волокон и тонких химических продуктов. Углеводороды также могут быть использованы в качестве пищи для определенных бактерий, чтобы те белки (масляный белок), выделяемые этими бактериями, использовались в качестве корма. Национальный масштаб и уровень переработки и применения углеводородов могут отражать степень экономического и технологического развития страны.

Углеводородное производное относится к общему термину многих видов сложных соединений, полученных из углеводородных молекул с одной или несколько атомов водорода замещены другими атомами или группами атомов. Соединения, полученные в результате замещения галогена, называются галогенированными углеводородами; производные от гидроксизамещения называются спиртами или фенолами; образованные замещением карбоксильной группы, называются карбоновыми кислотами. Сложные эфиры, ацилгалогениды, ангидриды кислот, амиды, альдегиды, кетоны, амины и нитрилы и т. д. можно рассматривать как соединения, полученные из углеводородов с внутримолекулярными атомами водорода, замещенными соответствующими атомами. В начале 19 века немецкий химик Шорлеммер, основываясь на многолетних экспериментальных и теоретических исследованиях, впервые определил органическую химию как химию углеводородов и их производных. Это определение сформулировано на основе принципов теории соединений атомов, будучи более разумным и продвинутым, чем все предыдущие определения, поэтому в дальнейшем его принимают многие химики. Однако проблема в том, что он не различает органические и неорганические вещества. Определение Шорлеммера значительно способствовало развитию теории строения органической химии. Он был первым человеком, который определил органическое соединение как вышеприведенную научную классификацию, создав научную систему. Он был первым человеком, который разделил органические соединения на алифатические и ароматические углеводороды, а затем классифицировал алифатические соединения на углеводороды (насыщенные углеводороды и ненасыщенные углеводороды), галоидоуглеводороды, спирты, простые эфиры, альдегиды, кетоны, кислоты, сложные эфиры и так далее.

---