Углерод и углеводород в чем разница

Углеводороды, виды и их классификация

Углеводороды, виды и их классификация.

Углеводороды – это органические соединения, состоящие из атомов углерода и водорода. Они служат фундаментальной основой органической химии

Углеводороды:

Углеводороды – это органические соединения, состоящие из атомов углерода и водорода. Углеводороды служат фундаментальной основой органической химии – молекулы любых других органических соединений рассматривают как их производные.

Если в углеводороде один или несколько атомов водорода замещён на другой атом или группу атомов, называемую функциональной группой, то данное соединение называется производным углеводорода.

Атом углерода имеет 4 электрона на внешней оболочке, а потому способен образовывать четыре химические связи с другими атомами. Поэтому атом углерода является стабильным только в том случае, если все из этих связей – все четыре связи используются.

Существует огромное количество совершенно различных соединений углеводородов, которые различаются количеством атомов углерода и водорода, строением углеродного скелета и типом связей между атомами.

Большинство углеводородов в природе Земли встречаются в сырой нефти. Кроме того, основными источниками углеводородов являются природный газ, сланцевый газ, попутный нефтяной газ, горючие сланцы, уголь, торф.

Классификация и виды углеводородов:

При систематизации (классификации) углеводородов принимают во внимание строение углеродного скелета и тип связей, соединяющих атомы углерода.

В зависимости от строения углеродного скелета углеводороды подразделяют на ациклические и карбоциклические.

Ациклические соединения (ациклические углеводороды) – класс органических соединений, в молекулах которых отсутствуют циклы (кольца), и все атомы углерода соединены между собой в прямые или разветвлённые (открытые) цепи.

Ациклические соединения также в литературе называются алифатическими соединениями.

Карбоциклические соединения (карбоциклические углеводороды) – класс органических соединений, характеризующихся наличием колец (циклов) из атомов углерода. Карбоциклические соединения отличаются от гетероциклических соединений отсутствием в кольцах каких-либо других атомов, помимо атомов углерода.

В зависимости от кратности углерод-углеродных связей ациклические углеводороды подразделяют на предельные (алканы) и непредельные (алкены, алкины, диены) углеводороды. Предельные ациклические углеводороды также называются насыщенными, а непредельные – ненасыщенными.

В свою очередь циклические углеводороды в зависимости от кратности углерод-углеродных связей подразделяются на алициклические (циклоалканы, циклоалкены, циклоалкины) и ароматические (арены) углеводороды.

Предельные (насыщенные) ациклические углеводороды:

Насыщенными алканы называются потому, что они содержат максимально возможное число атомов водорода для заданного числа атомов углерода.

Непредельные (ненасыщенные) ациклические углеводороды:

Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации и имеют валентный угол 120°. Связи C=C представляют собой π-связи. Длина связи C=C составляет 0,134 нм.

По номенклатуре IUPAC названия алкенов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ен»; положение двойной связи указывается арабской цифрой.

Алкены образуют гомологический ряд, также называемый рядом этилена. К алкенам относятся: этен (этилен) C₂H₄, пропен (пропилен) C₃H₆, бутен (бутилен) C₄H₈, пентен C₅H₁₀, гексен C₆H₁₂, гептен C₇H14, октен C₈H₁₆, нонен C₉H₁₈, децен C₁₀H₂₀ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n.

Алкены, число атомов углерода в которых больше двух (т.е. кроме этилена), имеют изомеры. Для алкенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая (пространственная). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Алкины (также именуемые ацетиленовые углеводороды) – ациклические непредельные углеводороды, содержащие тройную связь между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2.

Атомы углерода при тройной связи находятся в состоянии sp-гибридизации и имеют валентный плоский угол 180°. Таким образом у алкинов связь С≡С линейна (угол 180°) и находится в одной плоскости. Связи C≡C образованы одной σ-связью и двумя π-связями. Длина связи C≡C составляет 0,121 нм.

По номенклатуре IUPAC названия алкинов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-ин»; положение тройной связи указывается арабскими цифрами.

Алкины образуют гомологический ряд, также называемый рядом ацетилена. К алкинам относятся: этин (ацетилен) C₂H₂, пропин C₃H₄, бутин C₄H₆, пентин C₅H₈, гексин C₆H₁₀, гептин C₇H₁₂, октин C₈H₁₄, нонин C₉H₁₆, децин C₁₀H₁₈ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-2.

Алкины, число атомов углерода в которых больше трех (т.е. кроме ацетилена и пропина), имеют изомеры. Для алкинов характерны изомерия углеродного скелета, положения тройной связи и межклассовая. С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Диены (именуемые также алкадиены) – ациклические непредельные углеводороды, содержащие две двойных связи между атомами углерода, образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2.

В зависимости от взаимного расположения кратных связей, диены подразделяются на три группы:

– сопряжённые диены, в которых двойные связи разделены одинарной (1,3-диены)

– аллены с кумулированными двойными связями (1,2-диены)

– диены с изолированными двойными связями, в которых двойные связи разделены несколькими одинарными.

По номенклатуре IUPAC названия диенов образуются от названий соответствующих алканов заменой суффикса «-ан» на «-диен»; положение двух двойных связей указывается двумя арабскими цифрами.

Атомы углерода при двойной связи находятся в состоянии sp² гибридизации. Связи C=C представляют собой π-связи. В сопряженных диенах длина связи C=C составляет 0,137 нм, а C-C – 0,146 нм.

Диены образуют гомологический ряд. К диенам относятся: пропадиен (С₃Н₄), бутадиен (С₄Н₆), пентадиен (С₅Н₈), гексадиен (С₆Н₁₀), гептадиен (С₇Н₁₂), октадиен (С₈Н₁₄), нонадиен (С₉Н₁₆), декадиен (С₁₀Н₁₈) и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-2.

Диены, число атомов углерода в которых больше четырех (т.е. кроме пропадиена и бутадиена), имеют изомеры. Для диенов характерны изомерия углеродного скелета, положения двойной связи, межклассовая и геометрическая (пространственная, цис-транс-изомерия). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Алициклические углеводороды:

Алициклические углеводороды – циклические углеводороды, молекулы которых содержат замкнутые кольца из атомов углерода (но не имеющие ароматического кольца), которые являются частично или полностью насыщенными. Алициклические соединения классифицируют по числу атомов в кольце, по числу колец, по наличию или отсутствию кратных связей.

К алициклическим углеводородам относятся циклоалканы, циклоалкены, циклоалкины.

Алициклические углеводороды имеют изомеры. Для них характерны изомерия углеродного скелета (кольца и боковых цепей), положения заместителей в цепи, положения двойной или тройной связи, межклассовая и геометрическая (пространственная, оптическая, цис-транс-изомерия, конформационная). С ростом числа атомов углерода в молекуле количество изомеров быстро возрастает.

Циклоалканы (именуемые также полиметиленовые углеводороды, нафтены, цикланы, циклопарафины) – насыщенные алициклические углеводороды, имеющие циклическое строение (т.е. имеющие замкнутое кольцо атомов углерода), содержащие только простые (одиночные) связи между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n (n⩾3).

По номенклатуре IUPAC названия циклоалканов образуются от названий соответствующих алканов добавлением приставки «цикло-».

Атомы углерода при С-С связи находятся в состоянии sp 3 гибридизации.

Циклоалканы образуют гомологический ряд. К циклоалканам относятся: циклопропан C₃H₆, циклобутан C₄H₈, циклопентан C₅H₁₀, циклогексан C₆H₁₂, циклогептан C₇H₁₄, циклооктан C₈H₁₆, циклононан C₉H₁₈, циклодекан C₁₀H₂₀ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n.

Циклоалкены (также именуемые циклоолефины) – ненасыщенные алициклические углеводороды, имеющие циклическое строение (т.е. имеющие замкнутое кольцо атомов углерода), содержащие одну двойную связь между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-2 (n⩾3).

По номенклатуре IUPAC названия циклоалкенов образуются от названий соответствующих алкенов добавлением приставки «цикло-».

Циклоалкены образуют гомологический ряд. К циклоалкенам относятся: циклопропен C₃H₄, циклобутен C₄H₆, циклопентен C₅H₈, циклогексен C₆H₁₀, циклогептен C₇H₁₂ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-2.

Циклоалкины – ненасыщенные алициклические углеводороды, имеющие циклическое строение (т.е. имеющие замкнутое кольцо атомов углерода), содержащие одну тройную связь между атомами углерода и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n-4 (n⩾5).

По номенклатуре IUPAC названия циклоалкинов образуются от названий соответствующих алкинов добавлением приставки «цикло-».

Циклоалкины образуют гомологический ряд. К циклоалкинам относятся: циклопентин C₅H₆, циклогексин C₆H₈, циклогептин C₇H₁₀ и т.д., которые имеют формулу C_nH_2n-4.

Ароматические углеводороды:

Ароматические углеводороды (арены) – циклические углеводороды, которые имеют в своём составе ароматическую систему.

Ароматическая система – это электронная система молекулы, содержащая (в кольце), в соответствии с правилом Хюккеля, 4n+2 электронов (где n = 0, 1, 2, …).

Различают бензоидные (арены и структурные производные аренов, которые содержат бензольные ядра) и небензоидные (все остальные) ароматические углеводороды.

Состав аренов с одним бензольным кольцом отвечает общей формуле C_nH_2n-6 (n⩾6).

Атомы углерода в бензольном кольце находятся в состоянии sp 2 гибридизации и имеют валентный угол 120°. Каждый атом углерода образует 3 σ-связи. Бензольное кольцо имеет плоскую форму и образуют шестигранник. У каждого атома есть негибридная р-обиталь, на которой находится неспаренный электрон. Эта орбиталь перпендикулярна плоскости и поэтому все 6 π-электронов образует единую π-электронную систему. Длина связи между атомами углерода в бензольном кольце составляет 0,139 нм.

Ароматические углеводороды имеют множество изомеров.

Источник

Углеводороды

Углеводороды (hydrocarbon) – это органические соединения, состоящие из углерода и водорода.
Углеводороды служат фундаментальной основой органической химии: молекулы любых других органических соединений рассматривают как их производные.

Соотношения между углеродом и водородом в углеводородах колеблются в широких пределах (10-90 %).
Соединения углеводородов отличаются друг от друга количеством атомов углерода и водорода, строением углеродного скелета и типом связей между атомами.

Большинство углеводородов в природе встречаются в сырой нефти.
Кроме того, основными источниками углеводородов являются природный газ, сланцевый газ, попутный нефтяной газ, горючие сланцы, уголь, торф.

Алкены (олефины) относятся к непредельным углеводородам общей формулы C_nH_2n.
В молекуле алкена кроме σ-связей содержится одна π-связь.
Первый представитель гомологического ряда – этилен С₂Н₄, поэтому алкены называют также «этиленовыми углеводородами».

Диеновые углеводороды содержат в молекуле 2 двойные связи.
Общая формула С_nН_2n-2.
Первым представителем ряда является бутадиен СН₂=СН–СН=СН₂.

Алкинами называются углеводороды общей формулы C_nH_2n-2, молекулы которых содержат тройную связь.
Первый представитель гомологического ряда – ацетилен С₂Н₂, поэтому алкины называют также «ацетиленовыми углеводородами».

Молекулы циклоалканов содержат циклы разной величины, атомы углерода в которых связаны между собой только σ-связью.
Общая формула С_nH_2n.

Циклоалкены содержат одну двойную связь и имеют общую формулу С_nН_2n-2.
Углеводороды, имеющие кратные связи, легко вступают в реакции присоединения по месту разрыва π-связей.

Ароматические углеводороды (арены) – углеводороды общей формулы C_nH_2n-6.
Первые представители ароматических углеводородов были выделены из природных источников и обладали своеобразным запахом, поэтому и получили название «ароматические».
Важнейшим представителем ароматических углеводородов является бензол С₆Н₆.
В молекуле бензола 6 атомов углерода, соединяясь σ-связями, образуют правильный шестиугольник.
В результате сопряжения 6 свободных р-электронов образуется единое π-электронное облако над и под плоскостью кольца.

Природные источники углеводородов

Каменный уголь – плотная осадочная порода черного, иногда сepo-черного цвета, дающая на фарфоровой пластинке черную черту.
Каменный уголь представляет собой продукт глубокого разложения остатков растений, погибших миллионы лет назад (древовидных папоротников, хвощей и плаунов, а также первых голосеменных растений).
В органическом веществе угля содержится 75-92 % углерода, 2,5-5,7 % водорода, 1,5-15 % кислорода.
Международное название элемента углерода происходит от лат. carbō («уголь»).

Нефть – смесь углеводородов от светло-бурого до черного цвета с характерным запахом.
Нефть намного легче воды и в ней не растворяется.
В зависимости от происхождения нефть может содержать большое количество алифатических, циклических или ароматических углеводородов.
Так, например, бакинская нефть богата циклоалканами и содержит сравнительно небольшое количество алифатических предельных углеводородов.
Значительно больше алканов в грозненской, ферганской, а также нефти штата Пенсильвания (США).
Пермская нефть содержит ароматические углеводороды.
В небольших количествах в состав нефти могут входить также кислородсодержащие соединения, как, например, альдегиды, кетоны, эфиры и карбоновые кислоты.

Источник

Углеводы и углеводороды

Способ преобразования отечественных углеводородов в экзотические жиры, белки и углеводы был открыт еще в XVIII в. Муромский предприниматель Поташов, имевший крышу в лице светлейшего князя Г. А. Потемкина-Таврического, однажды на Григория Богослова — княжеские именины — прислал покровителю из Мурома экзотические плоды, сопроводив подарок запиской: «Сии ананасы тамо родятся, где дров в изобилии; а у меня лесу не занимать, потому и сей дряни довольно». Такое углеводородное изобилие понравилось светлейшему, и он во весь стол возгласил: «Уважил! Спасибо! Захотел бы Поташов ремень из спины у меня выкроить, я бы сейчас».

Посетители гастрономических магазинов и их хозяева не выражали готовности таким героическим образом отслужить В. В. Путину — не XVIII, чай, век, — а многие изысканные гастрософы вместо того бранили его нещадно, притом что экономическая модель была примерно та же, что с ананасами. Углеводородное сырье, которого в России не занимать, преобразовывалось в замысловатые импортные кушанья. Которые теперь по злой воле В. В. Путина исчезнут, заменившись либо менее престижными дарами неевропейских стран, либо еще менее престижной отечественной продукцией, либо вовсе оставив после себя зияющую пустоту.

С точки зрения идеальной экономической свободы дело и вправду печальное, поскольку лучшие столичные гастрономические магазины по числу позиций и артикулов еды теперь безнадежно отстанут от лучших магазинов в крупных городах Западной Европы. Актуализируется анекдот 70-х гг., когда наследник торгового дома Елисеевых, посетив СССР и увидев скудость ассортимента, спрашивает: «Ну и кому это мешало?» Про элитные магазины 1913 г. — публика попроще стеснялась заходить к Елисееву — сказать, кому это мешало, за давностью лет затруднительно. В случае с магазинами 2014 г. — и не только элитными, приводятся разные доводы, извиняющие оскуднительные меры. Сводящиеся, во-первых, к тому, что если урон российского потребителя от этих мер не очень силен, то урон европейского производителя более чувствителен, и если Европа желает идти след вслед за США, то воля ее, но за это придется заплатить. Во-вторых, угнетение отечественного производителя еды не может длиться вечно, и раз уж так сложилась международная обстановка, грех не поддержать своего сеятеля и хранителя. Если же есть претензии к степени деликатности такого разворота и к количеству огрехов, ему сопутствующему, то обратный ход пружины, которую пережимали двадцать лет, и не только с едой, действительно может сделать политику импортозамещения слишком уж брутальной.

Дебаты на эту тему и познавательны, и актуальны; мы же, ограничившись темой вкусной и здоровой пищи, заметим лишь, что вкуса и здоровья в благоденствующей России до президентского указа от семи восьмых было не так много, уместнее было говорить о престижной пище и, соответственно, об ударе по престижному потреблению.

Обратившись к состоянию общепита, заметим, что и до 7/8 в нем наблюдалось два сильных изъяна. Во-первых, Москва была совершенно не равна Парижу, Риму, Вене в том отношении, что с титульным общепитом в ней наблюдался полный швах. В помянутых славных столицах нет проблемы отыскать заведение местной кухни, напротив — они господствуют, и довольно заведений, где тороватый хозяин подобен Петру Петровичу Петуху: «Да кулебяку сделай на четыре угла, в один угол положи ты мне щеки осетра да визиги, в другой гречневой кашицы, да грибочков с лучком, да молок сладких, да мозгов, да еще чего знаешь там этакого, какого-нибудь там того. Да чтобы она с одного боку, понимаешь, подрумянилась бы, а с другого пусти ее полегче. Да исподку-то, пропеки ее так, чтобы всю ее прососало, проняло бы так, чтобы она вся, знаешь, этак растого — не то, чтобы рассыпалась, а истаяла бы во рту как снег какой, так чтобы и не услышал. А в обкладку к осетру подпусти свеклу звездочкой, да сняточков, да груздочков, да там, знаешь, репушки, да морковки, да бобков, там чего-нибудь этакого…»

С поправкой на специфику национальной кухни французский или итальянский ресторатор — совершеннейший Петух, тогда как в Москве такого Петуха днем с огнем не сыщешь. В столице России господствует азербайджанский общепит, о котором нельзя сказать ничего плохого, кроме того, что он не русский. Примерно как в Риме можно было бы сносно поесть лишь в марокканских заведениях.

Нельзя сказать, чтобы тоскливой интернационализации не бывало и прежде. Тестовский трактир, куда в дни его славы «знать во главе с великими князьями специально приезжала из Петербурга съесть тестовского поросенка, раковый суп с расстегаями и знаменитую гурьевскую кашу», во время русско-японской войны был креативно преобразован: «Подошел метрдотель, в смокинге и белом галстуке, подал карточку и наизусть забарабанил: “Филе из куропатки… Шоффруа, соус провансаль… Беф бруи… Филе портюгез… Пудинг дипломат… — И совершенно неожиданно: — Шашлык по-кавказски из английской баранины”», — после чего великие князья туда уже не ездили. Но в наши дни интернационализация — «блюда японской, кавказской и европейской кухни» — приобрела характер повальной чумы.

Во-вторых, полный швах с заведениями иноземной (опричь среднеазиатской и кавказской) кухни, которые были бы на что-то похожи. В среднем немецком городке всегда есть два или три итальянских заведения, которые в высшей степени недурны и аутентичны. В Москве — ни одного, ибо модные заведения с итальянскими названиями есть грубейшая профанация. Не профанируются там только цены. То же с французскими, немецкими, греческими и проч. Импортное там было сырье, ныне недоступное, или не импортное, но в качестве готового продукта предлагалось черт знает что. Возможно, даже готовили из аутентичного сырья, но на выходе получалось только престижное потребление без какой бы то ни было радости для желудка. Восклицать в духе кн. Потемкина: «Уважил! Спасибо!», отобедав в таком заведении, никак невозможно.

Возможно, довод «Ведь ваши гурманские радости и прежде, до 7/8, были только воображаемыми» слабо утешает, ибо теперь они к тому же станут трудновоображаемыми. Остается лишь надежда на национально ориентированного Петра Петровича Петуха. Где ты, Мисюсь?

Источник

Углеводород

Углеводоро́ды в химии — органические соединения, состоящие исключительно из атомов углерода и водорода. Первые образуют основу, углеродный «скелет», а вторые ковалентно связаны с углеродными атомами «скелета», образуя стабильную молекулярную структуру.

В зависимости от кратности углерод-углеродных связей, углеводороды подразделяют на алканы, алкены, алкины. Отдельным классом выделяют ароматические углеводороды. В зависимости от топологии строения углеродного скелета — на линейные (ациклические), разветвлённые, карбоциклические углеводороды.

Углеводороды, как правило, не смешиваются с водой, поскольку атомы углерода и водорода имеют близкую электроотрицательность, и связи в углеводородах малополярны.

УглеводородыАлканыМетан · Этан · Пропан · Бутан · Пентан · Гексан · Гептан · Октан · Нонан · Декан · Ундекан · Додекан · ГексадеканАлкеныЭтилен · Пропилен · Бутилен · ИзобутиленАлкиныАцетилен · Пропин · Бутин · ДиацетиленДиеныБутадиен · ИзопренДругие ненасыщеныеВинилацетиленЦиклоалканыЦиклопентан · Циклогексан · Декалин · ИнданАроматическиеБензол · Толуол · Ксилол · Этилбензол · Кумол · Стирол · Фенилацетилен · Индан · ЦиклобутадиенПолиароматическиеДифенил · Терфенил · Дифенилметан · ТрифенилметанКонденсированныеНафталин · Антрацен · Фенантрен · Бензпирен · Азулен

Полезное

Смотреть что такое «Углеводород» в других словарях:

углеводород — углеводород … Орфографический словарь-справочник

УГЛЕВОДОРОД — УГЛЕВОДОРОД, углеводорода, мн. нет, муж. (хим.). Органическое соединение, состоящее из углерода и водорода. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

УГЛЕВОДОРОД — УГЛЕВОДОРОД, а, муж. Химическое соединение углерода и водорода. | прил. углеводородный, ая, ое. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова

углеводород — сущ., кол во синонимов: 77 • алкан (37) • алкин (1) • амилен (2) • … Словарь синонимов

Углеводород — – бесцветная жидкость со специфическим запахом; практически нерастворима в воде, хорошо растворима в органических растворителях, также выступает хорошим растворителем полимеров. Общая формула CnHn … Нефтегазовая микроэнциклопедия

углеводород — — [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] EN hydrocarbon A very large group of chemical compounds composed only of carbon and hydrogen. (Source: MGH) [http://www.eionet.europa.eu/gemet/alphabetic?langcode=en] Тематики… … Справочник технического переводчика

углеводород — 3.2.7 углеводород (hydrocarbon): Компонент в смеси этанол углеводород, содержащий только водород и углерод. 3.2.8 рН (рНе): Кислотность спиртовых топлив. Источник: ГОСТ Р 54290 2010: Топливный эталон (Ed75 Ed85) для автомобиль … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

углеводород — angliavandenilis statusas T sritis chemija apibrėžtis Anglies junginys su vandeniliu. atitikmenys: angl. hydrocarbon rus. углеводород … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

Углеводород — м. см. углеводороды Толковый словарь Ефремовой. Т. Ф. Ефремова. 2000 … Современный толковый словарь русского языка Ефремовой

углеводород — углеводород, углеводороды, углеводорода, углеводородов, углеводороду, углеводородам, углеводород, углеводороды, углеводородом, углеводородами, углеводороде, углеводородах (Источник: «Полная акцентуированная парадигма по А. А. Зализняку») … Формы слов

Источник