Hydrocarbon là gì?

Hydrocarbon là các hợp chất hóa học hữu cơ bao gồm hoàn toàn carbon và hydro, và từ các phân tử đơn giản như metan, đến các polyme như polystyrene, bao gồm hàng ngàn nguyên tử.Khả năng của các nguyên tử carbon liên kết mạnh mẽ với nhau cho phép chúng tạo thành một loạt các chuỗi, vòng và các cấu trúc khác gần như không giới hạn hình thành xương sống của các phân tử hữu cơ.Vì mỗi nguyên tử có thể tạo thành bốn liên kết, các xương sống này bao gồm các yếu tố khác, chẳng hạn như hydro.Các hợp chất dễ cháy, vì hai yếu tố mà chúng chứa sẽ kết hợp dễ dàng với oxy trong không khí, giải phóng năng lượng.Nhiên liệu hóa thạch, như dầu và khí tự nhiên, là hỗn hợp tự nhiên của hydrocarbon;Than cũng chứa một số, mặc dù nó chủ yếu chỉ là carbon. Cấu trúc và các quy ước đặt tên

Việc đặt tên của hydrocarbon tuân theo một số quy ước, mặc dù trong nhiều trường hợp, các hợp chất có thể được biết đến nhiều hơn dưới tên cũ.Trong hệ thống hiện đại, phần đầu tiên của tên đại diện cho số lượng nguyên tử carbon trong phân tử: theo trình tự tăng dần, tám phần đầu tiên là tiền tố

meth-, eth-, prop-, nhưng-, pent-, hex-, hept- và tháng 10-.Các hợp chất mà các nguyên tử cacbon đều được nối với nhau bởi các liên kết đơn được gọi chung là

ankan, và có tên kết thúc trong mậtane.Do đó, tám ankan đầu tiên là metan, ethane, propane, butane, pentane, hexane, heptane và octan. Các nguyên tử carbon cũng có thể tạo thành liên kết gấp đôi hoặc ba với nhau.Các phân tử có liên kết kép được gọi là anken và có tên kết thúc bằng

ene, trong khi những người có liên kết ba được gọi là alkynes và có tên kết thúc bằng -yne.Các phân tử chỉ có liên kết đơn chứa số lượng nguyên tử hydro tối đa có thể, và do đó được mô tả là bão hòa.Trong trường hợp có liên kết gấp đôi hoặc ba, có ít nơi có sẵn cho hydro, vì vậy các hợp chất này được mô tả là không bão hòa. Để đưa ra một ví dụ đơn giản, ethane có hai cacbon được nối với một liên kết duy nhất, để mỗi liên kết có thể liên kết với ba hydroCác nguyên tử, do đó công thức hóa học của nó là C 2 H 6 và nó là một ankan.Trong ethene có một liên kết đôi carbon-carbon, do đó, nó chỉ có thể có bốn hydrogens, làm cho nó trở thành một anken với công thức C 2

H

4.Ethyne có một liên kết ba, cho nó công thức C 2 H 2, và biến nó thành một alkyne.Hợp chất này được biết đến nhiều hơn là acetylen. Các nguyên tử carbon cũng có thể tạo thành vòng.Alkanes với các vòng có tên bắt đầu bằng cyclo-.Do đó, cyclohexane là một ankan với sáu nguyên tử carbon được nối với các liên kết đơn theo cách tạo thành một vòng.Một chiếc nhẫn có liên kết đơn và đôi xen kẽ cũng có thể, và được gọi là vòng benzen.Hydrocarbon chứa một vòng benzen được gọi là thơm, bởi vì nhiều trong số chúng có mùi thơm. Một số phân tử hydrocarbon có chuỗi nhánh đó.Butane, thường bao gồm một chuỗi duy nhất, có thể tồn tại ở dạng một nguyên tử carbon được liên kết với hai loại khác, tạo thành một nhánh.Những dạng thay thế của một phân tử được gọi là đồng phân.Các đồng phân phân nhánh của butan được gọi là isobutane. Sản xuất

Hầu hết sản xuất hydrocarbon là từ nhiên liệu hóa thạch: than, dầu và khí tự nhiên, được chiết xuất từ mặt đất với số lượng triệu tấn mỗi ngày.Dầu thô chủ yếu là hỗn hợp của nhiều ankan và cycloalkan khác nhau, với một số hợp chất thơm.Chúng có thể được tách ra với nhau tại các nhà máy lọc dầu bằng cách chưng cất, vì các điểm sôi khác nhau của chúng.Một quá trình khác được sử dụng được gọi là Cracking Cracking: Các chất xúc tác được sử dụng để chia một số phân tử lớn hơn thành các phân tử nhỏ hơn hữu ích như nhiên liệu. Các tính chất nói chung, một hydrocarbon càng phức tạp thì càng cao thì càng cao thì càng cao thì càng caoĐiểm nóng chảy và sôi.Ví dụ: các loại đơn giản hơn, chẳng hạn nhưnhư metan, ethane và propan, với một, hai và ba cacbon, tương ứng, là khí.Nhiều hình thức là chất lỏng: ví dụ là hexane và octan.Các hình thức rắn bao gồm sáp parafin mdash;một hỗn hợp các phân tử có từ 20 đến bốn mươi nguyên tử carbon mdash;và các polyme khác nhau bao gồm các chuỗi của hàng ngàn nguyên tử, chẳng hạn như polyetylen. Các tính chất hóa học đáng chú ý nhất của hydrocarbon là tính dễ cháy và khả năng tạo thành polyme của chúng.Những người là khí hoặc chất lỏng sẽ phản ứng với oxy trong không khí, tạo ra carbon dioxide (CO 2) và nước, và giải phóng năng lượng dưới dạng ánh sáng và nhiệt.Một số năng lượng phải được cung cấp để bắt đầu phản ứng, nhưng một khi bắt đầu, nó tự duy trì: các hợp chất này sẽ bị đốt cháy, như được minh họa bằng cách thắp sáng một bếp gas với một trận đấu hoặc tia lửa.Các hình thức rắn cũng sẽ cháy, nhưng ít dễ dàng.Trong một số trường hợp, không phải tất cả các carbon sẽ tạo thành CO

2;Soot và khói có thể được sản xuất bởi một số loại khi chúng cháy trong không khí và trong một nguồn cung cấp oxy không đủ, bất kỳ hydrocarbon nào cũng có thể tạo ra khí độc hại, không mùi, carbon monoxide (CO).Rất hữu ích như nhiên liệu, và chúng là nguồn năng lượng chính cho nền văn minh ngày nay.Trên toàn thế giới, hầu hết các loại điện được tạo ra bởi việc đốt các hợp chất này và chúng được sử dụng để đẩy thực tế mọi máy di động: xe hơi, xe tải, xe lửa, máy bay và tàu.Chúng cũng được sử dụng trong sản xuất nhiều hóa chất và vật liệu khác.Hầu hết các loại nhựa, ví dụ, là polyme hydrocarbon.Các ứng dụng khác bao gồm dung môi, chất bôi trơn và chất đẩy cho lon aerosol. Các vấn đề với nhiên liệu hóa thạch

_{hydrocarbon đã là một nguồn nhiên liệu rất thành công trong hai trăm năm qua, nhưng ngày càng có nhiều cuộc gọi để thu nhỏ lại việc sử dụng của chúng.Sự đốt cháy của họ tạo ra khói và bồ hóng, gây ra các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng ở một số khu vực.Nó cũng tạo ra một lượng lớn CO} 2.Có sự thỏa thuận rộng rãi giữa các nhà khoa học rằng việc tăng mức độ khí này trong khí quyển đang giúp bẫy nhiệt, tăng nhiệt độ toàn cầu và thay đổi khí hậu Trái đất. Ngoài ra, nhiên liệu hóa thạch sẽ không tồn tại mãi mãi.Đốt cháy nhiên liệu ở tốc độ hiện tại, dầu có thể hết trong chưa đầy một thế kỷ và than trong nhiều thế kỷ.Tất cả những điều này đã dẫn đến các cuộc gọi để phát triển các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, và việc xây dựng nhiều nhà máy điện hạt nhân, sản xuất khí thải bằng 0 _{2.Năm 2007, Giải thưởng Nobel Hòa bình đã được trao cho cựu Phó Tổng thống Hoa Kỳ Al Gore và Hội đồng liên chính phủ của Liên Hợp Quốc về biến đổi khí hậu cho công việc của họ trong việc xác nhận và truyền bá thông điệp rằng sự đốt cháy hydrocarbons chủ yếu là chịu trách nhiệm cho sự nóng lên toàn cầu.}