- ไฮโดรคาร์บอนคืออะไร?
- ลักษณะของไฮโดรคาร์บอน
- การจำแนกประเภทของไฮโดรคาร์บอน
- ความสำคัญของไฮโดรคาร์บอน
- อนุพันธ์และการประยุกต์ใช้ไฮโดรคาร์บอน
- ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของไฮโดรคาร์บอน
เราอธิบายว่าไฮโดรคาร์บอนคืออะไร ลักษณะเฉพาะ และจำแนกอย่างไร นอกจากนี้ อนุพันธ์ การใช้งาน และผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
ไฮโดรคาร์บอนคืออะไร?
ไฮโดรคาร์บอนเป็นประเภทต่างๆของ สารประกอบ โดยธรรมชาติ. พวกเขาอาจมีความซับซ้อนมากหรือน้อย แต่ก็ประกอบด้วยโครงกระดูกของ .เสมอ อะตอม คาร์บอน (C) และไฮโดรเจน (H) เช่นเดียวกับในท้ายที่สุด องค์ประกอบ.
ไฮโดรคาร์บอนแต่ละชนิดแสดงรูปแบบโครงสร้าง เนื่องจากการกำหนดค่าเฉพาะกำหนดคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี เช่นเดียวกับชื่อของ สาร มันเกี่ยวกับอะไร. ดิ ปิโตรเลียม, ที่ ก๊าซธรรมชาติ และถ่านหินเป็นแหล่งหลักของไฮโดรคาร์บอน
ไฮโดรคาร์บอนส่วนใหญ่อยู่ภายใน โลก, ฝังอยู่ใต้ชั้นหินและ ฉันมัก. เป็นผลคูณของการสลายตัวแบบไม่ใช้ออกซิเจนภายใต้สภาวะที่เฉพาะเจาะจงมากของ วัสดุอินทรีย์ซึ่งในสมัยโบราณได้ประกอบขึ้นเป็นร่างกายที่แตกต่างกัน สิ่งมีชีวิต.
ไฮโดรคาร์บอนยังมีอยู่ในร่างกายของสิ่งมีชีวิตต่างๆ ภายใต้รูปแบบเฉพาะ เช่น ยางที่ต้นยางสร้างขึ้น หรือชุดของเม็ดสีที่เรียกว่าแคโรทีน ซึ่งพืชบางชนิดมี นอกจากนี้ยังสามารถสังเคราะห์ได้ในห้องปฏิบัติการโดยอาศัย วัตถุดิบ เพียงพอ.
ด้วยศักยภาพทางเคมีและพลังงานที่มหาศาล ไฮโดรคาร์บอนจึงเป็นส่วนสำคัญของความหลากหลาย อุตสาหกรรมในหมู่พวกเขาในการได้รับ พลังงานไฟฟ้า.
ลักษณะของไฮโดรคาร์บอน
คุณสมบัติบางประการของไฮโดรคาร์บอนคือ:
- พวกมันประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ และสารเติมแต่งในท้ายที่สุดของธาตุอื่นๆ หรือกลุ่มหัวรุนแรงอื่นๆ ในขณะที่อะตอมของคาร์บอนของพวกมันประกอบขึ้นเป็นโครงสร้างของสารประกอบ ไฮโดรเจนในบางกรณีทำหน้าที่เป็นสะพานเชื่อมประสานเข้าด้วยกันในรูปแบบ (รูปแบบ โครงสร้างปฐมนิเทศ) กำหนด.
- พวกเขาอาจมีกรอบของ โมเลกุล เชิงเส้นหรือกิ่ง เปิดหรือปิด ขึ้นอยู่กับการสั่งซื้อและปริมาณของส่วนประกอบไม่ว่าจะเป็นไฮโดรคาร์บอนตัวใดตัวหนึ่ง
- พวกมันติดไฟได้สูงและมีความจุพลังงานมหาศาล ซึ่งทำให้พวกมันเป็นวัตถุดิบในอุดมคติสำหรับการแปรรูปทางอุตสาหกรรมและเพื่อให้ได้พลังงาน
- พวกมันส่วนใหญ่เป็นพิษและสามารถเล็ดลอดออกมาได้ ควัน อันตรายสำหรับ สุขภาพ.
การจำแนกประเภทของไฮโดรคาร์บอน
นับตั้งแต่การค้นพบในศตวรรษที่ 19 ไฮโดรคาร์บอนได้รับการจำแนกตามเกณฑ์ที่เป็นไปได้สองประการ ได้แก่ ประเภทของโครงสร้างและประเภทของพันธะระหว่างอะตอม ตามการจำแนกประเภทแรกแบ่งออกเป็นสองประเภท:
- ไฮโดรคาร์บอนแบบอะไซคลิกหรือโซ่เปิด พวกมันคือกลุ่มที่สายโซ่ของโมเลกุลไม่ปิดตัวเอง ในทางกลับกันพวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นเส้นตรง (รูปเส้น) หรือกิ่งก้าน (มีกิ่งก้านต่างๆ) ตัวอย่างเช่น:
- ไฮโดรคาร์บอนแบบวงจรหรือแบบโซ่ปิด พวกมันคือกลุ่มที่สายโซ่ของโมเลกุลปิดตัวเอง ในทางกลับกัน สามารถแบ่งออกเป็น monocyclic (รอบเดียว) และ polycyclic (หลายรอบ) ตัวอย่างเช่น:
ตามการจำแนกประเภทที่สอง เรามี:
- อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน พวกมันมีวงแหวนอะโรมาติก นั่นคือ โครงสร้างเป็นวัฏจักรที่เป็นไปตามกฎที่เรียกว่าฮุคเคล ซึ่งระบุว่าจำนวนของอิเล็กตรอนที่ถูกแยกส่วนในสารประกอบอะโรมาติกเป็นไปตาม:
ที่ไหน:
-
- น. หมายถึง จำนวนทั้งหมด.
- น. หมายถึงจำนวน อิเล็กตรอน delocalized ในสารประกอบอะโรมาติก
ตัวอย่างเช่น เบนซิน (C6H6) มีอิเล็กตรอนแบบแยกส่วน 6 ตัว (เรียกว่า pi (𝛑) อิเล็กตรอน) ในโครงสร้าง ซึ่งหมายความว่า น ต้องเท่ากับ 1
อะโรมาติกไฮโดรคาร์บอนเกือบทั้งหมดมักจะได้มาจากเบนซิน (แต่ไม่เสมอไป) ดังนั้นโครงสร้างหกเหลี่ยมของเบนซีนจึงเป็นส่วนหนึ่งของสารประกอบอะโรมาติกหลายชนิด ชื่อ "อะโรมาติก" มาจากข้อเท็จจริงที่ว่าสารประกอบเหล่านี้ได้มาจากการย่อยสลาย สารเคมี กลิ่นหอม ตัวอย่างของสารประกอบอะโรมาติก ได้แก่
- อะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน พวกเขาขาดแหวนหอม ชื่อมาจากภาษากรีก aleipharนั่นคือ "ไขมัน" เนื่องจากได้มาจากการสลายตัวของน้ำมันและ ไขมัน. จัดอยู่ในประเภทอิ่มตัว (กอปรด้วยพันธะอะตอมเดี่ยว) และไม่อิ่มตัว (มีพันธะคู่หรือสามอย่างน้อยหนึ่งพันธะ) ตัวอย่างบางส่วนของอะลิฟาติกไฮโดรคาร์บอน ได้แก่
ความสำคัญของไฮโดรคาร์บอน
ไฮโดรคาร์บอนเป็นสารที่หลากหลายมากเนื่องจากทำหน้าที่เป็น วัตถุดิบ เพื่อให้ได้ผลิตภัณฑ์ที่หลากหลาย นอกจากนี้ พวกมันยังมีศักยภาพด้านพลังงานสูง กล่าวคือ การเผาไหม้ ง่ายและเข้มข้นเพื่อให้พวกเขามีพลังรักษาชุดที่หลากหลายของ อุตสาหกรรม, ตั้งแต่วัสดุ, ตัวทำละลาย, ที่ พลังงานจากถ่านหินสู่การผลิตพลังงานไฟฟ้า
ยิ่งไปกว่านั้น ความจริงที่ว่าการก่อตัวของพวกมันใช้เวลาหลายล้านปีของกระบวนการทางเคมีที่ช้าอยู่ใต้ดิน พวกมันจึงกลายเป็นทรัพยากรที่สำคัญแต่ ไม่สามารถหมุนเวียนได้ซึ่งวันหนึ่งจะหมดไปตลอดกาล (หรืออย่างน้อยก็เป็นระยะเวลาพอสมควร) การใช้งานควรเกิดขึ้นภายใต้เงื่อนไขที่มีความรับผิดชอบสูง
อนุพันธ์และการประยุกต์ใช้ไฮโดรคาร์บอน
ไฮโดรคาร์บอนมีประโยชน์มากมายสำหรับ มนุษย์ซึ่งโดดเด่น:
- ผลิตไฟฟ้า. ด้วยความจุมหาศาลถึง การเผาไหม้, ไฮโดรคาร์บอนใช้เป็น แหล่งพลังงาน เพื่อสร้าง ไฟฟ้า. ดำเนินการในโรงไฟฟ้าบางประเภท และจ่ายพลังงานให้กับทั้งบ้านและอุตสาหกรรมอื่นๆ และสนับสนุนวิถีชีวิตของเรา
- การผลิตเชื้อเพลิง ความจุพลังงานช่วยให้สามารถผลิตเชื้อเพลิงประเภทต่างๆ (เบนซิน ดีเซล ก๊าซธรรมชาติ เหลว) เพื่อจ่ายไฟให้กับยานพาหนะประเภทต่างๆ หรือเพื่อให้พลังงานแก่เครื่องใช้ในครัวเรือนต่างๆ เช่น เครื่องทำความร้อนในอวกาศ เตา และเครื่องทำความร้อนที่ทำงานโดยใช้ก๊าซ เช่น บิวเทนหรือโพรเพน
- ได้รับ พลาสติก. พลาสติกประเภทต่างๆ และวัสดุอเนกประสงค์สามารถหาได้ในห้องปฏิบัติการจากการจัดการกับไฮโดรคาร์บอน วัสดุเหล่านี้มีราคาถูก มีประสิทธิภาพ และง่ายต่อการผลิตจนมีอุตสาหกรรมขนาดใหญ่อยู่รอบๆ
- การผลิตตัวทำละลายและอื่นๆ สินค้า. ไฮโดรคาร์บอนหลายชนิดเป็นส่วนประกอบสำคัญของตัวทำละลายและตัวทำละลาย ผลิตภัณฑ์ทำความสะอาด ปุ๋ย หรือน้ำมันดิน
ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมของไฮโดรคาร์บอน
การใช้ไฮโดรคาร์บอนมีค่าใช้จ่ายและประการแรก ผลกระทบ เขารับมัน สิ่งแวดล้อม. โดยทั่วไปมันเป็นเรื่องของ สารมีพิษสามารถสร้างความเสียหายต่อระบบนิเวศได้อย่างมากในกรณีที่ถูกทิ้งลงใน ธรรมชาติเช่นเดียวกับการรั่วไหลของน้ำมันหรือการรั่วไหลของน้ำมัน การซ่อมแซมความเสียหายต่อสิ่งแวดล้อมเหล่านี้มักมีค่าใช้จ่ายสูงและใช้เวลานาน
นอกจากนี้ ขึ้นอยู่กับไฮโดรคาร์บอน การปล่อยหรือการเผาไหม้ของมันปล่อยก๊าซของ ภาวะเรือนกระจก ถึง บรรยากาศกล่าวคือ ก๊าซที่อุดมด้วยคาร์บอน เช่น มีเทน (CH4) หรือ คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2).
ก๊าซเหล่านี้สามารถทำลาย ชั้นโอโซน ดาวเคราะห์และยังปิดกั้นการหลบหนีของพลังงานผ่านชั้นบรรยากาศซึ่งมีส่วนทำให้ ภาวะโลกร้อน และ อากาศเปลี่ยนแปลง. การเผาไหม้เชื้อเพลิงฟอสซิลเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักในปัญหาระดับโลกนี้