1。結合強度:
* より強力な債券はより多くのエネルギーを保存します: より強い化学結合を持つ燃料は、より多くのエネルギーを蓄積します。これは、そもそもこれらの絆を形成するためにエネルギーが必要だったためです。たとえば、炭素炭素二重結合(C =C)は単一の結合(C-C)よりも強いため、より多くの二重結合を持つ分子はエネルギー含有量が高くなります。
* 債券の種類: さまざまな種類の化学結合には、強みが異なります。炭素水素結合(C-H)は比較的強く、炭化水素で一般的であり、ガソリンのような燃料のエネルギー含有量に大きく貢献しています。
* 結合極性: 極性結合(アルコールのものと同様)は、非極性結合(炭化水素のものと同様)よりも弱いです。これは、より多くの極性結合を持つ燃料がエネルギー含有量が少ない傾向があることを意味します。
2。分子構造:
* チェーン長: より長い炭化水素鎖には、より多くのC-H結合があるため、より多くのエネルギーが蓄積されます。たとえば、ブタン(C4H10)はプロパン(C3H8)よりもエネルギー含有量が高いです。
* 分岐: 高度に分岐した炭化水素は、同様の分子量の直線鎖炭化水素よりもわずかに低いエネルギー含有量を持つ傾向があります。これは、分岐が分子の最適な梱包を混乱させ、燃焼効率に影響を与える可能性があるためです。
* リング: 周期的な炭化水素は、リング構造によって導入されたひずみにより、線形の対応物よりもわずかにエネルギー含有量がわずかに低いことがよくあります。
3。機能グループ:
* 酸素含有グループ: 酸素含有官能基(アルコール、エーテル、ケトンなど)を含む燃料は、通常、純粋な炭化水素よりもエネルギー含有量が少ない。酸素原子は分子に極性を導入し、結合を弱めます。
* 窒素含有グループ: 窒素含有基は、特定の化合物に応じてエネルギー含有量を増加または減少させることができます。一部の窒素を含む燃料(特定のアミンのような)は、純粋な炭化水素よりもエネルギー含有量が少なく、他の炭化水素(一部のニトロ化合物のような)は非常にエネルギーがあります。
4。全体のエネルギー密度:
* 単位1単位あたりのエネルギー含有量: これは、燃料の実際的な有用性を決定する重要な要素です。 (ガソリンなど)が高いエネルギー密度が高い燃料は、単位質量あたりのエネルギーを増やすことができ、輸送により効率的になります。
例:
* ガソリン: 主に4〜12の炭素原子を持つ分岐炭化水素で構成されています。その高エネルギー含有量は、多数の強力なC-H結合によるものです。
* エタノール: 極性を導入し、結合を弱める酸素原子が含まれており、その結果、ガソリンよりもエネルギー含有量が少なくなります。
* バイオディーゼル: 植物油と脂肪に由来するバイオディーゼルには、酸素含有基が含まれており、石油ベースのディーゼル燃料よりもエネルギー含有量が少ない。
要約、 燃料の化学構造は、化学結合の強度と数、全体的な分子構造、および特定の官能基の存在に影響を与えることにより、エネルギー含有量を決定します。これらの要因は、最終的にさまざまな用途における燃料の効率と実用性に影響を与えます。