化学にはいくつかの分野があります。有機化学は化学の分野の 1 つで、一般に有機化合物の構造、特性、共有結合や炭素原子との反応を扱います。炭化水素は、主に 2 種類の原子からなる有機化合物として説明できます。これらには、炭素と水素が含まれます。通常、これらは無色の気体で、ほとんど臭いがありません。そのタイプに基づいて、炭化水素は単純な構造または複雑な構造を持つ場合があります。主に、これらは、アルケン、アルカン、アルキン、および芳香族の 4 つの主要な部分に分類されます。
今日は、炭化水素の簡単な紹介とともに、炭化水素の特性について詳しく読みます。準備ができたら、始めましょう!
炭化水素とは?
炭化水素は、水素と炭素と呼ばれる必須原子で構成される有機化合物に属します。日常生活において、炭化水素は重要な役割を果たしており、その研究は、その官能基の特性と準備に関する深い洞察を提供します。炭化水素は主に6つのカテゴリーに分けられます。これらには、飽和炭化水素、シクロアルカン、不飽和炭化水素、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素、および脂環式炭化水素が含まれます。
プロパンやブタンなどのいくつかの炭化水素は、LPG や液化石油ガスなどの商用燃料目的で使用されます。ベンゼンは、合成医薬品の原料となるもう 1 つの重要な芳香族炭化水素です。カロテンと呼ばれる別の炭化水素は、ニンジンによく見られる有機色素です。
炭化水素の性質
分子構造が異なるため、炭化水素の実験式はまったく異なります。
例えば、アルカン、アルケン、またはアルキンでは、結合水素量は、主に自己結合のために、アルケンおよびアルキンで減少します。炭化水素が自身との結合を構築する能力は、カテネーションと呼ばれます。それらは、シクロヘキサンや、時にはベンゼンなどの芳香族炭化水素などの複雑な分子を形成する複数の機能を備えています。
炭化水素のサイズは、沸点や融点などの特性に大きく影響されます。その結果、特定の炭化水素は室温で気体の形で存在しますが、他の炭化水素は固体または液体の形で存在します。これらは一般に無極性です。つまり、炭化水素の分子は反対に帯電した側を持たないため、水に溶解しません。逆に、炭化水素は水中では反発する傾向があります。これが、床用ワックスや類似製品に炭化水素が主に使用される主な理由の 1 つです。
炭化水素の分解
炭化水素の分解は、重くてかさばる有機分子がより軽い分子に分解されることで説明できます。これは、適切な量の圧力と熱を供給することによって達成できます。プロセスを少しスピードアップするには、触媒を強くお勧めします。このプロセスは、主にガソリンおよびディーゼル燃料の製造に使用されます。
炭化水素の物理的性質
C 原子が 10 個または 10 個未満のアルカンは、室温でほとんどが気体の状態です。一方、10 個を超える C 原子を持つアルカンは、分子が液体または気体です。アルカンは Vanderwal 相互作用が弱いため、融点と沸点が低くなります。沸点は次の要因に依存します –
分子量
分岐
ほとんどのアルカンは沸点が高く、分子量が大きい。たとえば、C2H6 は CH4 に比べて沸点が高いです。
炭化水素の種類とその性質
炭化水素の各タイプは、その性質に応じてさまざまな物理的および化学的特性を持っています。
飽和炭化水素
飽和炭化水素では、炭素-炭素原子と炭素-水素原子が、最も容易な炭化水素である単結合によって密接に結合しています。このような炭化水素には、二重結合も三重結合もありません。
飽和炭化水素は水に溶けず、水に比べて密度が低くなります。環のサイズが大きくなるにつれて、沸点と融点も上昇します。
不飽和炭化水素
不飽和炭化水素は、炭素-炭素原子間の単結合、二重結合、さらには三重結合で構成されています。
三重結合化合物はアルキンと呼ばれ、二重結合化合物はアルケンと呼ばれます。 CnH2n-2 はアルキンの一般式で、CnH2n はアルケンの一般式です。
シクロアルカン
シクロアルカンは、1 つまたは複数の炭素環を持つ炭化水素です。水素原子は、これらの炭素環に密接に結合しています。シクロアルカンの物理的性質はアルカンと同じです。ただし、それらはより高い融点と沸点を持っています。
芳香族炭化水素
アレーンとも呼ばれる芳香族炭化水素は、少なくとも 1 つの炭素環を持つ化合物です。芳香族炭化水素は非常に非反応性です。これらの化合物は、アレーンの主な特徴である場合、すすけた黄色の炎を発します。
脂肪族炭化水素
脂肪族炭化水素は、炭素環を含まない完全な直鎖構造を持っています。
脂環式炭化水素
脂環式炭化水素は、環構造を持つ別のタイプの炭化水素です。 Ｓｐ、Ｓｐ２またはＳｐ３は炭素原子であり得る。これらは、飽和炭化水素と不飽和炭化水素の両方である可能性があります。また、芳香性もありません。
結論
これで、炭化水素の特性は終わりです。炭化水素は、水素と炭素と呼ばれる原子によって形成される有機化合物です。それらを区別する炭化水素のいくつかの化学的および物理的特性があります。炭化水素のサイズは、沸点や融点などの特性に大きく影響されます。
結果として、特定の炭化水素は室温で気体の形で存在しますが、他の炭化水素は固体または液体の形で存在します。炭化水素はさらに 6 つの主要な部分に分けられ、それぞれ異なる化学的および物理的特性を持っています。
