Sprawdzian Chemia 3 Gimnazjum Weglowodory

Zacznijmy od podstaw. Czym są węglowodory? To związki organiczne. Składają się wyłącznie z dwóch pierwiastków: węgla (C) i wodoru (H).

Podział węglowodorów jest szeroki. Możemy je podzielić na alifatyczne i aromatyczne. Alifatyczne to te, które mają łańcuchy otwarte lub pierścienie nienasycone. Aromatyczne zawierają pierścień aromatyczny, na przykład benzen.

Węglowodory Alifatyczne

Węglowodory alifatyczne dzielą się na nasycone i nienasycone. Nasycone to alkany. Alkany mają tylko wiązania pojedyncze między atomami węgla. Ich wzór ogólny to C_nH_2n+2. Przykładem jest metan (CH₄) i etan (C₂H₆). Alkany są stosunkowo mało reaktywne.

Węglowodory nienasycone mają wiązania podwójne lub potrójne. Alkeny mają jedno wiązanie podwójne. Ich wzór ogólny to C_nH_2n. Przykładem jest eten (C₂H₄), zwany też etylenem. Alkeny są bardziej reaktywne niż alkany.

Alkiny posiadają jedno wiązanie potrójne między atomami węgla. Mają wzór ogólny C_nH_2n-2. Najprostszym alkinem jest etyn (C₂H₂), znany również jako acetylen. Alkiny są jeszcze bardziej reaktywne niż alkeny.

Nomenklatura Węglowodorów

Nazewnictwo węglowodorów jest systematyczne. Liczbę atomów węgla w łańcuchu głównym określa przedrostek. Na przykład: met- (1 atom węgla), et- (2 atomy węgla), prop- (3 atomy węgla), but- (4 atomy węgla) itd. Następnie dodajemy końcówkę charakterystyczną dla danej grupy węglowodorów: -an (alkany), -en (alkeny), -in (alkiny).

Jeżeli do łańcucha głównego przyłączone są podstawniki, to numerujemy atomy węgla w łańcuchu tak, aby podstawniki miały jak najniższe numery. Następnie podajemy nazwy podstawników z numerami atomów węgla, do których są przyłączone, a na końcu nazwę łańcucha głównego.

Właściwości Węglowodorów

Właściwości fizyczne węglowodorów zależą od ich masy cząsteczkowej. Im większa masa cząsteczkowa, tym wyższa temperatura wrzenia. Krótkie węglowodory (np. metan, etan) są gazami. Dłuższe są cieczami, a bardzo długie – ciałami stałymi. Węglowodory są nierozpuszczalne w wodzie, ale dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych.

Reakcje Węglowodorów

Węglowodory ulegają różnym reakcjom. Spalanie jest jedną z najważniejszych. Podczas spalania węglowodór reaguje z tlenem, tworząc dwutlenek węgla i wodę. Inne reakcje to np. addycja (charakterystyczna dla węglowodorów nienasyconych), substytucja (charakterystyczna dla alkanów) i eliminacja.

Zastosowania Węglowodorów

Węglowodory mają szerokie zastosowanie. Są głównym składnikiem paliw (np. benzyny, oleju napędowego, gazu ziemnego). Służą jako surowce do produkcji tworzyw sztucznych, leków, barwników i wielu innych produktów. Eten (etylen) używany jest do produkcji polietylenu. Propen (propylen) służy do produkcji polipropylenu. Acetylen (etyn) stosuje się w palnikach acetylenowo-tlenowych.