Класифікація за хімічною будовою

За хімічною будовою поділяють на ациклічні і циклічні.

Ациклічні — це вуглеводні з відкритим ланцюгом атомів (аліфатичні, або сполуки жирного ряду). В свою чергу вони поділяються на насичені і ненасичені. Насичені — це вуглеводні із загальною формулою СпН2n+2 (парафіни, або алкани). Атоми вуглецю в цих сполуках пов'язані між собою і з атомами водню простими (одинарними) зв'язками: С-С і С-Н. Ненасичені — це вуглеводні із загальною формулою СпН2n (олефіни); СпН2n-2 (ацетиленові або дієнові), СпН_2n-4, СпН_2n-6 і т. д. Олефінові вуглеводні містять подвійний (олефіновий) зв'язок С=С, ацетиленові — потрійний зв'язок С ≡ С, дієнові — два подвійних зв'язки.

Циклічні — це сполуки із замкненим (кільцевим, або циклічним) ланцюгом атомів. Вони поділяються на ізоциклічні і гетероциклічні. Ізоциклічні — це вуглеводні із замкненим ланцюгом атомів вуглецю. До них належать:

• аліциклічні, або поліметиленові (циклопарафіни і їх похідні);

• ароматичні сполуки (бензол, нафталін і їх похідні). В циклічну систему гетероциклічних сполук, крім атомів вуглецю, входять атоми інших елементів (напр., кисню, азоту, сірки).

Вуглеводні С_nН_2n+2, С_nН_2n, С_nН_2n-2 і т. д. утворюють гомологічні ряди, в яких кожний подальший член ряду відрізняється від попереднього на групу СН₂ (гомологічна різниця). При заміщенні в гомологічних рядах вуглеводнів одного або декількох атомів водню функціональними групами: Х (будь-який галоген), ОН, NH₂, NO₂, СООН і т. д. відповідно утворюються гомологічні ряди галогенопохідних RX, спиртів RОН, амінів RNH₂, нітросполук RNO₂, кислот RСООН і т. д., де R -радикал (С_nН_2n+2, С_nН_2n, С_nН_2n-2 і т. д.).

До найважливіших класів похідних вуглеводнів належать: галогенопохідні, спирти, ефіри, альдегіди та кетони, органічні кислоти, сірчисті сполуки (тіоспирти, тіоефіри, сульфокислоти), аміни та їх аналоги — фосфіни, арсини, стибіни, бісмутини, металоорганічні сполуки.

Номенклатурні системи назв органічних речовин

Для найменування окремих органічних сполук користуються різними номенклатурними системами. Широко застосовуються льєжські правила і номенклатура IUPAC. Поширені тривіальна, раціональна і женевська системи номенклатури.

За найбільш старою, тривіальною номенклатурою назви органічних сполук носять випадковий характер, наприклад: болотяний газ, мурашиний спирт, бурштинова кислота і т. д. Такі назви не дають уявлення про будову сполук, і тому тривіальна система не задовольняє вимог теорії і практики органічної хімії. Раціональна і женевська номенклатури основані на принципах наукової систематики органічних сполук: назва речовини дається відповідно до її хімічної будови.

За раціональною номенклатурою в основу найменувань органічних речовин покладені назви найпростіших (перших) сполук того або іншого гомологічного ряду. Більш складні сполуки розглядаються як похідні найпростіших, в яких атоми водню заміщені радикалами.

Згідно з женевською номенклатурою основою найменування є назва нормального вуглеводню, що містить те ж число атомів вуглецю, що і найдовший (або найскладніший) безперервний ланцюг вуглецевих атомів в даній сполуці. Початок нумерації головного ланцюга визначається передусім вуглеводневими радикалами, назви яких ставлять перед коренем слова. У разі однакового положення двох радикалів перевага віддається радикалу з меншим числом атомів вуглеводню. Кратні зв'язки, що позначаються закінченням -ен або суфіксом -ен- (подвійний зв'язок) або -ин(ін) (потрійний зв'язок) замість -ан у насиченого вуглеводню, займають друге місце при визначенні порядку нумерації, причому перевага надається потрійному зв'язку. Наступні місця належать функціональним кисневим або сірчаним групам і азотним групам, позначення яких відповідно ставляться в кінці слова і перед назвою вуглеводневих радикалів. Останнє за значенням місце при визначенні початку нумерації належить нефункціональним замісникам (галогенам, нітрозо-, нітро-, азидогрупам), позначення яких ставлять на самому початку назви органічної сполуки. Порядок розташування назв нефункціональних замісників зворотний до їх старшинства при визначенні нумерації. Цифрами позначають положення бічних ланцюгів, груп або кратних зв'язків в головному вуглеводневому ланцюгу; грецькими (іноді латинськими) числівниками — число однакових замінних груп або кратних зв'язків. Приклади: При найменуванні сполук із замкненим ланцюгом атомів загальні принципи женевської номенклатури залишаються незмінними, але є ряд особливостей.

29) Алкани, Гомологічні ряди – групи органічних сполук з однаковими хімічними властивостями й схожою будовою, що різняться однією або кількома групами = CH₂ у складі вуглеводневої частини молекул. ІЗОМЕРИ – сполуки,однакові за елементним складом і молекулярною масою,але різні за фізичними та хімічними властивостями, що зумовлено різним просторовим чи решітковим розташуванням атомів у молекулах, тобто їх будовою. ІЗОМЕРИЗАЦІЯ – 1) зміна зв’язків між атомами або ж їх просторовим положенням в молекулі сполуки, яка веде до утворення її ізомеру; 2) перетворення одного ізомеру на інший( напр. нормальний бутан від дії каталізатора ізомерується в ізобутан). ІЗОМЕРІЯ – існування сполук, однакових за хімічним складом, але різних за будовою і властивостями. Такі сполуки називають ізомерами. Є структурна й просторова ізомерія. Ізомерія – одна з причин різноманітності та численності органічних сполук.

асичені вуглеводні (рос. алканы; англ. alkanes; нім. Alkane), насичені ациклічні вуглеводні, що мають загальну формулу C_nH_2n+2, їх також називають парафінами. Більшість їх хімічних реакцій з різними реагентами починається з розриву зв'язку С-Н, тоді як їх розпад при високих температурах йде передусім по зв'язках С-С. Алкани складають значну частину вуглеводнів нафт і природних горючих газів. Із нафти і горючих газів виділено всі алкани нормальної будови, від метану до тритриаконтану (С₃₃Н₆₈) включно. Оскільки алкани містять максимально можливу кількість водню в молекулі, то вони характеризуються найбільшою масовою теплотою згоряння (енергоємністю), а з ростом кількості атомів масова теплота згоряння алканів зменшується (в метану 50207 кДж/кг). Внаслідок низької густини об'ємна теплота згоряння алканів менша, ніж вуглеводнів іншої будови з такою ж кількістю вуглецевих атомів у молекулі. За агрегатним складом алкани діляться на газоподібні (С1-С4), рідкі (С5-С15) і тверді (починаючи з С16), що кристалізуються при 200^oС.

До насичених вуглеводнів належать метан CH₄, етан C₂H₆ пропан C₃H₈, бутан C₄H₁₀ і багато інших, які за своїми хімічними властивостями подібні до метану. Легкі алкани, наприклад, метан, етан, пропан і бутан — це безбарвні гази; більш важкі — рідини або тверді речовини. У природі вони зустрічаються в природному газі і нафті. Оскільки алкани мають тільки один ковалентний зв'язок, вони називаються насиченими.

Якщо формули насичених вуглеводнів написати в ряд за збільшенням атомів вуглецю, то одержимо так званий гомологічний ряд насичених вуглеводнів, або вуглеводнів ряду метану. У цьому ряді кожний наступний вуглеводень відрізняється від попереднього наявністю в складі молекули однієї і тієї самої групи атомів CH₂.

Хімічний склад насичених вуглеводнів можна виразити однією загальною формулою C_nH_2n+2, де n — число атомів вуглецю, а 2n+2 — число атомів водню. Назви насичених вуглеводнів мають закінчення -ан. Ці назви, за винятком перших чотирьох гомологів, складаються з грецьких назв числівників, які показують кількість атомів вуглецю в молекулі вуглеводню, і закінчення -ан.

№30)енасичені вуглеводні (алкени)

Ненасиченими називаються вуглеводні, що мають хоча б один подвійний або потрійний (кратний) карбон-карбонний зв’язок.

Алкени

Вуглеводні, що належать до гомологічного ряду алкенів (ненасичених вуглеводнів ряду етилену), мають один подвійний карбон-карбонний зв’язок. У їхній назві суфікс -ан замінюється на -ен.

Наприклад: етен (етилен): CH₂=CH₂

пропен (пропілен): CH₂=CH₂-CH₂

Перший представник гомологічного ряду алкенів — етилен.

Електронна формула:

Структурна формула:

Загальна формула алкенів — CnH2n.

31) Алкіни це вуглеводні групи які характеризуються одним чи більше потрійних зв’язків між атомами карбону.

32)Ароматичні вуглеводні це органічні сполуки які належать до класу карбоциологічних сполук. Бензол є представником най простіших ароматичних вуглеводнів, хімічна формула C6H6.

Бензин це перший представник гомологічного ряду ароматичних вуглеводнів. Це безбарвна летка рідина з характерним запахом.

33) На даний момент набуло більшого значення проблема викиду вихлопних газів в атмосферу, які є результатом згорання ароматичних вуглеводнів, які в свою чергу є паливом для транспортних засобів, чия кількість в останній час суттєво зросла.

34)Природний газ: суміш газів, що утворюються в надрах землі при анаеробному розкладанні органічних речовин. Як правило це суміші газоподібних вуглеводнів. Нафтовий газ: суміш газоподібних і пароподібних компонентів, які виділяються з нафти під час її розгазування.

35) Нафта – пальна масляна рідина зі специфічним запахом, розповсюджується в осадавій оболонці Землі і яка є найважливішою корисною копалиною. Найголовнішою властивістю нафти, які принесли їй світову славу виняткових енергоносіїв, є її здатність виділяти при згорянні значу кількість тепла. Нафта і її похідні володіють найвищою серед усіх видів палив теплотою згоряння. Теплота згоряння нафти – 47 МДж/кг,бензину – 42 МДж/кг. Важливим показником для нафти є температура кипіння, що залежить від будови вхідних до складу нафти вуглеводів і коливається від 50 до 550⁰С.Нафта, як і будь-яка рідина , при визначеній температурі закипає і переходить у газоподібний стан. Різні компоненти нафти переходять у газоподібний стан при різній температурі. Так, температура кипіння метану – 161,5⁰С, етану – 88⁰С, пентану 36,1⁰С. Легкі нафти киплять при 50 – 100^оС, важкі – при температурі біле 100^оС. Нафта складається головним чином з вуглуводню – 79,5 – 87,5% і водню – 11,0 – 14,5% від маси нафти. Крім них у нафті присутні ще три елементи - сірка, кисень і азот. Їхня загальна кількістьпреважно складає 0,5 – 8%. У незначних концентраціях у нафті зустрічаються елементи: нікель, залізо, алюміній, мідь, барій, стронцій, марганець, хром, кобаль, молібден, бор та ін. Їхній загальний зміст не перевищує 0,02 – 0,03% від маси нафти. Зазначені елемнти утворюють органічні і не органічні сполуки, з яких складається нафта.