Chemia

Alkany, Alkeny, Alkiny i Polimery



ALKANY (parafiny) • nasycone węglowodory acykliczne, o wzorze ogólnym CnH2n+2 • stanowią szereg homologiczny najprostszego alkanu – metanu CH4 • alkany, których cząsteczki zawierają co najmniej 4 atomy węgla, mogą mieć łańcuch prosty lub rozgałęziony (izomery konstrukcyjne) • pierwsze 4 proste alkany mają nazwy zwyczajowe (metan, etan, propan, butan); systematyczne nazwy pozostałych tworzy się od liczebników greckich lub łacińskich określających liczbę atomów węgla w cząsteczce z dodatkiem końcówki –an • nierozpuszczalne w wodzie i bierne chemicznie • zawierające 1-4 atomów węgla w cząsteczce są gazami, 5-6 atomów węgla w łańcuchu prostym – cieczami, pozostałe – ciałami stałymi. • występują w gazie ziemnym, ropie naftowej, wosku ziemnym • tworzą się w wyniku przeróbki węgli • otrzymuje się je głównie w wyniku krakingu ropy naftowej • są stosowane jako składniki paliw oraz surowce w wielu syntezach organicznych ALKENY (olefiny) • nienasycone węglowodory acykliczne z jednym wiązaniem podwójnym w łańcuchu węglowym, o wzorze ogólnym CnH2n • stanowią szereg homologiczny najprostszego alkenu – etenu C2H4 • nazwy alkenów tworzy się zmieniając przedrostek –an odpowiedniego węglowodoru nasyconego (alkanu) na –en, np. eten (zwany też etylenem) od etanu • alkeny, których cząsteczki zawierają 2-4 atomów węgla są gazami, 5-18 – cieczami, pozostałe – ciałami stałymi • są związkami nierozpuszczalnymi w wodzie • łatwo ulegają reakcjom przyłączania w miejscu podwójnego wiązania • w obecności katalizatorów ulegają polimeryzacji (np. eten polimeryzuje na polieten) • dzięki występowaniu izomerii związanej z położeniem podwójnego wiązania oraz izomerii konstytucyjnej i geometrycznej, alkeny tworzą wiele odmian izomerycznych • alkeny w niewielkich ilościach występują w niektórych ropach naftowych • w przemyśle otrzymuje się je z wodoru i tlenku węgla, przez katalityczne odwodnienie alkanów, kraking frakcji ropy naftowej, odwodnienie alkoholi • alkeny są stosowane w syntezach organicznych ALKINY (acetyleny) • nienasycone węglowodory acykliczne z 1 wiązaniem potrójnym, o wzorze ogólnym CnH2n-2 • tworzą szereg homologiczny najprostszego alkinu – acetylenu CH3≡CH3 • nazwy systematyczne alkinów tworzy się od nazwy odpowiednich węglowodorów nasyconych z użyciem końcówki –in (lub –yn) • łatwo ulegają reakcjom przyłączania i polimeryzacji POLIMERY • przeważnie organiczne związki wielocząsteczkowe zbudowane z regularnie lub nieregularnie powtarzających się ugrupowań atomów o jednakowej budowie, zwanych merami, połączonych kowalencyjnymi wiązaniami chemicznymi • wiele polimerów występuje w organizmach żywych; odgrywają one ważną rolę w procesach przemiany materii (np. białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe) • niektóre z nich mogą być wykorzystywane do celów technicznych, np. cis-1,4-poliizopropen (kauczuk naturalny) • obecnie produkuje się na dużą skalę polimery syntetyczne, które przetwarza się głównie na tworzywa sztuczne, włókna syntetyczne, gumę, kleje, lakiery • stanowią ważny surowiec współczesnego przemysłu, wiele z nich odznacza się bowiem m.in. dużą wytrzymałością mechaniczną (dorównującą wytrzymałości stali), lekkością (kilkakrotnie lżejsze od metali), odpornością chemiczną, dobrymi właściwościami termoizolacyjnymi i elektroizolacyjnymi • duże znaczenie w medycynie • zastosowanie w ochronie środowiska (oczyszczanie wód i powietrza) • najczęściej stosowanymi syntetycznymi polimerami organicznymi są np. polichlorek winylu, polietylen, polipropylen, poliamidy, poliestry, fenoplasty, silikony oraz żywice mocznikowe • są też znane polimery nieorganiczne, np. polikrzemiany, polifosforany