000 Молекула складається з атомів, а якщо детальніше, то з атомних ядер, оточених певним числом внутрішніх електронів, та зовнішніх валентнихелектронів, які утворюють хімічні зв'язки. Внутрішні електрони атомів, зазвичай, не беруть участі в утворенні хімічних зв'язків. Склад та будова молекул речовини не залежать від способу її отримання. У випадку одноатомних молекул (наприклад, інертних газів) поняття молекули й атома збігаються.

Атоми об'єднуються в молекулі в більшості випадків за допомогою хімічних зв'язків. Як правило, такий зв'язок утворюється однією, двома або трьома парами електронів, які перебувають у спільному володінні двох атомів, утворюючи спільну електронну хмару, форма якої описується типомгібридизації. Молекула може мати позитивно та негативно заряджені атоми (йони)

26 Целюло́за, (С₆Н₁₀О₅)_x — природний полімер, полісахарид, волокнистаречовина, головна складова частина оболонки рослинних клітин. У найбільшій кількості міститься у деревині, волокнах бавовни, льону і ін.

Целюлоза являє собою лінійний стереорегулярний (синдіотактичний) природний полісахарид, побудований з ангідридів D-глюкопіранози. Стереорегулярна будова макромолекули й стійкість конфірмаційної форми її елементарної ланки виділяє целюлозу із усього ряду полісахаридів, у тому числі й найбільшою стійкістю до хімічних впливів.

Величина Х у молекулах целюлози завжди становить приблизно 3 000, але може досягати від 6 000 до 12 000. Найчистіша природна целюлоза —бавовняне волокно — становить 85—90 % целюлози. В деревині хвойних дерев приблизно 50 % целюлози (в склад деревини поряд з целюлозою входять її супутники, серед них важливішим є лігнін — природний полімер, побудований із декількох ароматичних сполук ряду бензолу, ігеміцелюлози — споріднені з целюлозою полісахариди).

Значення целюлози дуже велике, достатньо вказати, що велика кількістьбавовняного волокна йде на виробництво бавовняно-паперових тканин. З целюлози виробляють папір і картон, а шляхом хімічної переробки — цілий ряд різноманітних продуктів: штучне волокно, пластичні маси, лаки,бездимний порох, етиловий спирт.

У 2000 р. було вироблено 171 млн т целюлозної пульпи і 323 млн т паперових виробів.^[2]

Використовується в якості наповнювача деяких пластмас, у вигляді волокон, упаковочного матеріалу, фармацевтичній практиці.^[3] Важливими штучними полімерами є прості і складні ефіри целюлози (продукти заміщення атомів водню в ОН-групах целюлози вуглеводневими (-R) або кислотними (-COR) радикалами): ацетат целюлози (ацетилцелюлоза), ацетопропіонат целюлози, гідроксиетилцелюлоза,карбоксиметилцелюлоза (КМЦ), Na-карбоксиметилцеоюлоза, метилцелюлоза, метилетилцелюлоза, нітроцелюлоза,целулоїд (целон), етроли.^[3] Оксицелюлозу ввели в застосування до 1950-х років для обміну іонів з білками іпептидами. Пізніше були синтезовані складніші форми: карбоксиметилцелюлоза, диетиаміноетанцелюлоза,сульфометилцелюлоза, сульфоетилцелюлоза, триетиламіноетанцелюлоза.^[4]

27 сахаро́за (від грец. σάκχαρον — цукор), також буряковий цукор,тростинний цукор, α-D-глюкопіранозил-β-D-фруктофуранозид, С₁₂Н₂₂О₁₁ — важливий дисахарид. Білий, без запаху, кристалічний порошок з солодким смаком — є найбільш відомим і широко застосовуваним у харчуванні цукром. Молекула цукрози складається з залишків молекул глюкози і фруктози.

Дуже поширена у природі: синтезується у клітинах усіх зелених рослин і нагромаджується в стеблах, насінні, плодах і коренях рослин. Вміст її вцукровому буряку складає 15-22%, в цукровій тростині — 12-15%.^[2] Ці рослини є основними джерелами отримання цукрози, звідси виникли і її назви — тростинний цукор і буряковий цукор. Її багато в кленовому і пальмовому соку, в кукурудзі — 1,4-1,8%, картоплі — 0,6, цибулі — 6,5,моркві — 3,5, дині — 5,9, персиках і абрикосах — 6,0, апельсинах — 3,5,винограді — 0,5%.^[2] Міститься в соку берези та деяких фруктах.

Кристали цукрози добре розчинні у воді, погано — у спиртах. Цукрозакристалізується без води у вигляді великих моноклінічних кристалів.^[2]

Піддається гідролізу під дією кислот і ферменту сахарази. В результаті гідролізу розпадається з утворенням молекули глюкози і молекулифруктози. Удільне обертання водного розчину цукрози +66,5^о. Фруктоза володіє більш сильним лівим обертанням (-92^о), ніж глюкоза правим (+52,5^о), тому при гідролізі цукрози кут обертання змінюється.^[2] Гідроліз цукрози отримав назву інверсії, а суміш утворюваних різних кількостей глюкози і фруктози — інвертним цукром. Після гідролізу цукрозазброджується дріжджами, а при нагріванні вище температури плавлення карамелізується, тобто перетворюється у суміш складних продуктів: карамелана С₂₄Н₃₆О₁₈, карамелена С₃₆Н₅₀О₂₅ і інших, втрачаючи при цьому воду.^[2] Ці продукти під назвою «колер» використовують у виробництві напоїв і коньяків для забарвлювання готових продуктів.^[2]

Використання[ред. • ред. Код]

Цукроза — цінний харчовий продукт. Її використовують у харчовій та мікробіологічній промисловості для одержання спиртів, лимонної тамолочної кислот, поверхнево-активних речовин. Ферментацією цукрози виробляється значний обсяг етилового спирту.

28Живі організми потребують енергію для свого існування, росту і відтворення. Важливими сполуками, у формі яких організм зберігає основні енергетичні запаси, є жири.

Жири – це естери трьохатомного спирту гліцерину та вищих карбонових кислот. Загальна назва таких сполук —тригліцериди.

Склад і будову жирів можна зобразити загальною формулою естеру, в якому залишки карбонових кислот позначені радикалами R₁, R₂, R₃:

CH₂–O–CO–R₁

|

CH–O–CO–R₂

|

CH₂–O–CO–R₃.

Найчастіше до складу молекул жирів входять радикали таких вищих карбонових кислот: пальмітинової C₁₅H₃₁COOH, стериновоїC₁₇H₃₅COOH, олеїнової C₁₇H₃₃COOH.

Усі жири легші за воду і в ній нерозчинні. Вони добре розчиняються в органічних розчинниках. Жири можуть бути твердими і рідкими. Тваринні жири (яловичий, баранячий) – тверді і містять в основному залишки насичених кислот. Рослинні жири – олії – рідкі і містять переважно залишки ненасичених кислот.

Найважливішою властивістю жирів, як і всіх естерів, є їх гідроліз, в результаті якого вони розщеплюються на гліцерин і відповідні карбонові кислоти:

CH₂–O–CO–R HOH            CH₂–OH

|                                                             |

CH–O–CO–R + HOH              CH–OH          + 3RCOOH

|                                                             |

CH₂–O–CO–R HOH                       CH₂–OH

Цей процес відбувається в організмі: жири, що входять до складу їжі, під впливом ферментів підшлункового і кишкового соку піддаються гідролізу. Продукти гідролізу – гліцерин і карбонові кислоти всмоктуються в кишечнику і знову утворюють жир, необхідний організму.

Якщо проводити гідроліз жиру за наявності лугу, то утворюється мило. Ця реакція називається омиленням жирів.

29 На́фта^[1](від грец. ναφθα; лат. petroleum, від грецької Πέτρα (камінь) латини: oleum (олія)), також земляна́ олі́я, теку́чкаабо кип'я́чка — горюча корисна копалина, складна сумішвуглеводнів різних класів з невеликою кількістю органічних кисневих, сірчистих і азотних сполук, що являє собою густу оліїсту рідину. Забарвлення в неї червоно-коричневе, буває жовто-зелене і чорне, іноді зустрічається безбарвна нафта.^[2] Нафта має характерний запах, Хімічний склад і властивості нафти[ред. • ред. код]

Див. також: Аналіз складу нафти, Класифікація вуглеводнів нафти та Груповий хімічний склад нафти

ХІМІЧНИЙ СКЛАД НАФТИ – хімічні сполуки й елементи, які входять до складу нафти: вуглеводні метанові, нафтенові, рідше ароматичні, невеликі кількості кисневих, сірчистих, азотистих органічних сполук (нафтових кислот, асфальтенів, смол і ін.); мінеральні речовини – при елементарному складі – вуглець (в середньому 86%), водень (в середньому 13%), сірка, азот, кисень, зола з великим переліком мікрокомпонентів.

Елементний склад (%): вуглець 80-88, водень 11,0-14,5, сірка 0,01-6 (рідко до 8), кисень 0,005-0,7(рідко до 1,2),азот 0,001-1,8. Основу технологічної класифікації нафти складають: вміст сірки (клас I — малосірчисті Н., що включають до 0,5% S; клас II — сірчисті Н. з 0,5-2% S; клас III — високосірчисті Н., що містять понад 2% S).

Усього в нафті виявлено понад 50 хімічних елементів. Так, нарівні зі згаданими в нафті присутні V (10⁻⁵ — 10⁻²%), Ni(10⁻⁴ — 10⁻³%), Cl (від слідів до 2•10⁻²%) і т. д.

Н. являє собою суміш бл. 1000 індивідуальних речовин, з яких велика частина — рідкі вуглеводні (понад 500 або звичайно 80-90 мас.%) і гетероатомні органічні сполуки (4-5 мас.%), переважно сірчисті (бл. 250), азотисті (понад 30) і кисневі (бл. 85), а також метал-органічні сполуки (в основному ванадієві і нікелеві); інші компоненти — розчинені вуглеводневі гази (C1-C4, від десятих часток до 4%), вода (від слідів до 10%), мінеральні солі (головним чином хлориди, 0,1-4000 мг/л і більше), розчини солей органічних кислот і ін., механічні домішки (частинки глини, піску, вапняку).

легша за воду, у воді нерозчинна. Фракційний склад нафти – продукти, які одержують з нафти в результаті її перегонки і розрізняються т-рою кипіння, густиною і іншими властивостями: бензин, лігроїн, гас, мастила, залишковий гудрон. У заводських умовах при розгонці (дистиляції) нафти у відповідності з вимогами промисловості і якістю сировини одержують фракції бензинову, гасову, різні мастила і інші широкі фракції. Виділяють такі фракції (в ^оС): до 100 – бензин першого сорту, до 110 – бензин спеціальний, до 130 – гас звичайний, до 265 – гас (сорт “метеор”), до 270 – гас звичайний; залишок відносять до мазуту, з якого при підігріванні (у вакуумі) до 400-420^оС відбирають масляні фракції.

30

Вугілля – це тверда горюча копалина органічного походження, що утворилася з вимерлих рослин і планктону в результаті діяльності мікроорганізмів. В складі вугілля розрізняють органічну й неорганічнучастини. Кам’яне вугілля містить вуглець (майже 10%), органічні сполуки складної будови (майже 80%), вологу, неорганічні домішки, які після спалювання вугілля залишаються у вигляді твердого залишку – шлаку. Ця тверда природна суміш речовин має чорний, іноді темно-сірий колір, блискучу або матову поверхню. Розрізняють три види викопного вугілля.Антрацит – найдавніше вугілля, містить в середньому 95% Карбону, має велику густину і блиск. Кам’яне вугілля  містить 75-90%  Карбону, має найширше використання. Буре вугілля – містить 65-70% Карбону. Як саме молоде із викопного вугілля, часто містить сліди структури дерева із якого воно утворилося. Буре вугілля має високу гігроскопічність і після його спалювання залишається багато попелу (від 7 до 30%), тому використовується як місцеве паливо і як сировина для хімічної переробки.

Кам’яне вугілля використовується безпосередньо як паливо, а також для переробки на кокс, конче необхідний у великих кількостях для металургійної промисловості. Основні споживачі кам’яного вугілля – енергетика (60%), коксохімія (25%), комунальне господарство та інші галузі промисловості (15%).  Кам’яне вугілля посідає важливе місце в розвитку промислового органічного синтезу як постачальник хімічної сировини. Його запаси перевищують запаси нафти і природного газу. В Україні вугледобування зосереджено в трьох басейнах: Донецькому, Львівсько-Волинському та Дніпровському.

Існують три способи хімічної переробки вугілля – коксування, газифікація і гідрування.

Коксування – процес розкладу вугілля за високої температури й відсутності повітря. Кокс одержують на коксохімічних заводах. Кам’яне вугілля піддають сухій перегонці (коксування) шляхом нагрівання у спеціальних коксових печах без доступу повітря при температурі 1000ºС. Газифікація – перетворення низькосортного вугілля, бурого вугілля і торфу за допомогою хімічних реакцій на суміш  газоподібних і рідких вуглеводнів. Процес газифікації здійснюють у газогенераторних установках окисненням вугілля недостатньою кількістю кисню, водяною парою, вуглекислим газом за температури 800-900ºС. Утворену газову суміш використовують  у промисловості як паливо. Із рідкої суміші  добувають суміш подібну за складом до бензину.

Гідрування – перетворення вугілля на рідкі та газуваті вуглеводні під дією водню за температури 400-600ºС, певного тиску і наявності каталізатора. Продукти гідрування – це переважно суміш легких  вуглеводнів, за складом аналогічних легким нафтопродуктам, що утворюють фракцію бензину. Тому цей процес уважають одним із перспективних способів добування синтетичного бензину.  Гідруванням вугілля добувають генераторний газ (суміш СО і N₂) та синтез-газ (суміш СО і Н₂).

Таким чином, з вугілля, завдяки значній різноманітності його складу, можна добути незрівнянно ширший асортимент продуктів, ніж з нафти і природного газу.

32Поліетиле́н (-СН2–СН2-)_n — є карбоцепним полімером аліфатичного органічного вуглеводня олефінового ряду етилену. Термопластичний насичений полімерний вуглеводень; твердий, безколірний, жирний на дотик матеріал. Він легший за воду, горить повільно синюватим полум'ям без кіптяви. Стійкий до дії води, не реагує з лугами будь-якої концентрації, з розчинами нейтральних, кислих і основних солей, органічними і неорганічними кислотами, навіть концентрованою сірчаною кислотою, але розкладається при дії 50%-ої азотної кислоти при кімнатній температурі і під впливом рідкого чи газоподібного хлору і фтору. При температурі вище 70°C він набухає та розчиняється у хлорованих і ароматичних вуглеводнях.

При кімнатній температурі не розчиняється і не набухає в жодному з відомих розчинників. При підвищеній температурі (80° C) розчинний в циклогексані і чотирихлористому вуглеці. Під високим тиском може бути розчинений в перегрітій до 180° C воді.

З часом, розкладається з утворенням поперечних міжланцюгових зв'язків, що призводить до підвищення крихкості на тлі невеликого збільшення міцності. Нестабілізований поліетилен на повітрі піддається термоокислювальнійдеструкції (термостарінню). Термостаріння поліетилену проходить за радикальним механізмом, супроводжується виділенням альдегідів, кетонів, перекису водню та ін