In der organischen Chemie ist ein Kohlenwasserstoff eine organische Zusammensetzung, die völlig aus Wasserstoff und Kohlenstoff besteht. Kohlenwasserstoffe, von denen-Wasserstoffatom entfernt worden ist, sind funktionelle Gruppen, genannt hydrocarbyls.

Aromatische Kohlenwasserstoffe (arenes), alkanes, alkenes, cycloalkanes und mit Sitz in alkyne Zusammensetzungen sind verschiedene Typen von Kohlenwasserstoffen.

Die Mehrheit von Kohlenwasserstoffen gefunden kommt natürlich in grobem Öl vor, wo zersetzt, stellt organische Sache einen Überfluss an Kohlenstoff und Wasserstoff zur Verfügung, der, wenn verpfändet, verketten kann, um anscheinend grenzenlose Ketten zu bilden.

Typen von Kohlenwasserstoffen

Die Klassifikationen für durch die IUPAC Nomenklatur der organischen Chemie definierte Kohlenwasserstoffe sind wie folgt:

1. Durchtränkte Kohlenwasserstoffe (alkanes) sind von den Kohlenwasserstoff-Arten am einfachsten und werden völlig einzelner Obligationen zusammengesetzt und werden mit Wasserstoff gesättigt. Die allgemeine Formel für durchtränkte Kohlenwasserstoffe ist CH (das Annehmen nichtzyklischer Strukturen). Durchtränkte Kohlenwasserstoffe sind die Basis von Erdölbrennstoffen und werden entweder als geradlinige oder als verzweigte Arten gefunden. Kohlenwasserstoffe mit derselben molekularen Formel, aber verschiedenen Strukturformeln werden strukturellen isomers genannt. Wie gegeben, im Beispiel von 3-methylhexane und sein höher homologues, hat sich verzweigt Kohlenwasserstoffe können chiral sein. Gesättigte Kohlenwasserstoffe von Chiral setzen die Seitenketten von biomolecules wie Chlorophyll und tocopherol ein.
2. Ungesättigte Kohlenwasserstoffe haben eine oder mehr doppelte oder dreifache Obligationen zwischen Kohlenstoff-Atomen. Diejenigen mit der Doppelbindung werden alkenes genannt. Diejenigen mit einer Doppelbindung haben die Formel CH (das Annehmen nichtzyklischer Strukturen). Diejenigen, die dreifache Obligationen enthalten, werden alkynes, mit der allgemeinen Formel CH genannt.
3. Cycloalkanes sind Kohlenwasserstoffe, die einen oder mehr Kohlenstoff-Ringe enthalten, denen Wasserstoffatome beigefügt werden. Die allgemeine Formel für einen durchtränkten Kohlenwasserstoff, der einen Ring enthält, ist CH.
4. Aromatische Kohlenwasserstoffe, auch bekannt als arenes, sind Kohlenwasserstoffe, die mindestens einen aromatischen Ring haben.

Kohlenwasserstoffe können Benzin (z.B Methan und Propan), Flüssigkeiten (z.B hexane und Benzol), Wachse oder niedrig schmelzende Festkörper (z.B Paraffin und Naphthalin) oder Polymer (z.B Polyäthylen, Polypropylen und Polystyrol) sein.

Allgemeine Eigenschaften

Wegen Unterschiede in der molekularen Struktur bleibt die empirische Formel verschieden zwischen Kohlenwasserstoffen; in geradlinigem oder "gerade-geführtem" alkanes, alkenes und alkynes, vermindert sich der Betrag von verpfändetem Wasserstoff in alkenes und alkynes wegen des "Selbstabbindens" oder der Reihung von Kohlenstoff, der komplette Sättigung des Kohlenwasserstoffs durch die Bildung von doppelten oder dreifachen Obligationen verhindert.

Diese innewohnende Fähigkeit von Kohlenwasserstoffen zum Band zu sich wird Reihung genannt, und erlaubt Kohlenwasserstoff, kompliziertere Moleküle, wie cyclohexane, und in selteneren Fällen, arenes wie Benzol zu bilden. Diese Fähigkeit kommt aus der Tatsache, dass der Band-Charakter zwischen Kohlenstoff-Atomen, darin völlig nichtpolar ist, ist der Vertrieb von Elektronen zwischen den zwei Elementen wegen derselben Elektronegativitätswerte der Elemente (~0.30) etwas gleich, und läuft auf die Bildung eines electrophile nicht hinaus.

Allgemein, mit der Reihung kommt der Verlust der Summe von verpfändeten Kohlenwasserstoffen und einer Zunahme im Betrag der Energie, die für die Band-Spaltung erforderlich ist, die erwartet ist sich zu spannen, ausgeübt auf das Molekül; in Molekülen wie cyclohexane wird das Ringbeanspruchung genannt, und kommt wegen der "destabilisierten" Raumelektronkonfiguration des Atoms vor.

In der einfachen Chemie, laut der Wertigkeitsband-Theorie, muss das Kohlenstoff-Atom der "4-Wasserstoff-Regel" folgen, die feststellt, dass die maximale Zahl von Atomen, die für das Band mit Kohlenstoff verfügbar sind, der Zahl von Elektronen gleich ist, die in die Außenschale von Kohlenstoff angezogen werden. In Bezug auf Schalen besteht Kohlenstoff aus einer unvollständigen Außenschale, die 4 Elektronen umfasst, und so 4 Elektronen hat, die für covalent oder das Dativabbinden verfügbar sind.

Kohlenwasserstoffe sind hydrophob und sind lipids.

Einige Kohlenwasserstoffe sind auch im Sonnensystem reichlich. Seen des flüssigen Methans und Äthans sind auf dem Koloss, dem größten Mond des Saturns gefunden worden, der durch die Mission von Cassini-Huygens bestätigt ist. Kohlenwasserstoffe sind auch in Nebelflecken reichlich, die polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe - PAH Zusammensetzungen bilden.

Einfache Kohlenwasserstoffe und ihre Schwankungen

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Gebrauch

Kohlenwasserstoffe sind einer der wichtigsten Energiemittel der Erde. Der vorherrschende Gebrauch von Kohlenwasserstoffen ist als eine brennbare Kraftstoffquelle. In ihrer festen Form nehmen Kohlenwasserstoffe die Form von Asphalt an.

Mischungen von flüchtigen Kohlenwasserstoffen werden jetzt in der Bevorzugung vor dem chlorofluorocarbons verwendet, weil ein Treibgas für das Aerosol, wegen des Einflusses von chlorofluorocarbon auf die Ozon-Schicht zerstäubt.

Methan [1C] und Äthan [2C] ist an Umgebungstemperaturen gasartig und kann durch den Druck allein nicht sogleich verflüssigt werden. Propan [3C] wird jedoch leicht verflüssigt, und besteht in 'Propan-Flaschen' größtenteils als eine Flüssigkeit. Butan [4C] wird so leicht verflüssigt, dass es einen sicheren, flüchtigen Brennstoff für die kleine Tasche lighters zur Verfügung stellt. Pentane [5C] ist eine klare Flüssigkeit bei der Raumtemperatur, die allgemein in der Chemie und Industrie als ein starkes fast geruchloses Lösungsmittel von Wachsen und hohem Molekulargewicht organische Zusammensetzungen einschließlich Fette verwendet ist. Hexane [6C] ist auch ein weit verwendetes nichtpolares, nichtaromatisches Lösungsmittel, sowie ein bedeutender Bruchteil von allgemeinem Benzin.

[6C] durch [10C] sind alkanes, alkenes und isomerer cycloalkanes die Spitzenbestandteile von Benzin, Naphtha, Strahlbrennstoff und haben lösende Industriemischungen spezialisiert. Mit der progressiven Hinzufügung von Kohlenstoff-Einheiten haben strukturierte Kohlenwasserstoffe des einfachen Nichtrings höhere Viskosität, Indizes, Siedepunkte, Festwerden-Temperaturen und tiefere Farbe schmierend. Am Gegenteil, das von [1C] äußerst ist, liegt Methan der schwere Teer, der als der niedrigste Bruchteil in einer groben Ölraffinierungserwiderung bleibt. Sie werden gesammelt und weit verwertet, weil sich Deckung, Fahrbahn-Zusammensetzung, Holzkonservierungsmittel (die Kreosot-Reihe) und als äußerst hohe Viskositätsflüssigkeiten des bloßen Widerstehens vergleicht.

Brennende Kohlenwasserstoffe

Kohlenwasserstoffe sind zurzeit die Hauptquelle der elektrischen Energie in der Welt und heizen Quellen (wie Hausheizung) wegen der erzeugten wenn verbrannten Energie. Häufig wird diese Energie direkt als Hitze solcher als in Hausheizungen verwendet, die entweder Öl- oder Erdgas verwenden. Der Kohlenwasserstoff wird verbrannt, und die Hitze wird verwendet, um Wasser zu heizen, das dann in Umlauf gesetzt wird. Ein ähnlicher Grundsatz wird verwendet, um elektrische Energie in Kraftwerken zu schaffen.

Allgemeine Eigenschaften von Kohlenwasserstoffen sind die Tatsachen, dass sie Dampf, Kohlendioxyd und Hitze während des Verbrennens erzeugen, und dass Sauerstoff für das Verbrennen erforderlich ist stattzufinden. Der einfachste Kohlenwasserstoff, Methan, brennt wie folgt:

:CH + 2 O  2 HO + CO + Energie

In der unzulänglichen Versorgung von Luft werden CO Benzin und Wasserdampf gebildet:

:2 CH + 3 O  2CO + 4HO

Ein anderes Beispiel dieses Eigentums ist Propan:

:CH + 5 O  4 HO + 3 CO + Energie

:CH + (3n+1)/2 O  (n+1) HO + n CO + Energie

Das Brennen von Kohlenwasserstoffen ist ein Beispiel der exothermic chemischen Reaktion.

Erdöl

Herausgezogene Kohlenwasserstoffe in einer flüssigen Form werden Erdöl genannt (wörtlich "schaukeln Öl"), oder Mineralöl, wohingegen Kohlenwasserstoffe in einer gasartigen Form Erdgas genannt werden. Erdöl- und Erdgas wird im Untergrund der Erde mit den Werkzeugen der Erdölgeologie gefunden und ist eine bedeutende Quelle von Kraftstoff- und Rohstoffen für die Produktion von organischen Chemikalien.

Die Förderung des flüssigen Kohlenwasserstoff-Brennstoffs von sedimentären Waschschüsseln ist zur modernen Energieentwicklung integriert. Kohlenwasserstoffe werden von Teer-Sanden und Ölschieferton abgebaut, und potenziell aus dem sedimentären Methan-Hydrat herausgezogen. Diese Reserven verlangen, dass Destillation und befördernd synthetisches Rohöl und Erdöl erzeugt.

Ölreserven in Sedimentgesteinen sind die Quelle von Kohlenwasserstoffen für die Energie, petrochemische und Transportindustrie.

Kohlenwasserstoffe sind wirtschaftlich wichtig, weil größere fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdöl- und Erdgas und seine Ableitungen wie Plastik, Paraffin, Wachse, Lösungsmittel und Öle Kohlenwasserstoffe sind. Kohlenwasserstoffe - zusammen mit NOx und Sonnenlicht - tragen zur Bildung des tropospheric Ozons und der Treibhausgase bei.

Siehe auch

Erdölursprung von Abiogenic

• Biohydrocarbon
• Energielagerung
• Bruchdestillation
• Funktionelle Gruppe
• Kohlenwasserstoff-Mischungen
• Kohlenwasserstoffe auf anderen Planeten

Bibliografie

• Silberberg, Martin. Chemie: Die Molekulare Natur der Sache und Änderung. New York: McGraw-Hill Companies, 2004. Internationale Standardbuchnummer 0073101699

Links

• Das Methan-Molekül