سنشرح الآن المركبات الهيدروكربونية وأنواعها المختلفة، والأهمية الاقتصادية لهذه المركبات، ونذكر أيضًا مشتقات الهيدروكربونات المختلفة.

الهيدروكربونات

وهي مركبات كيميائية عضوية تتكون فقط من “عنصري الهيدروجين والكربون”. ترتبط ذرات الكربون في بنية مركبة، وترتبط بذرات الهيدروجين بعدة طرق مختلفة.

وهو أحد المكونات الرئيسية للغاز الطبيعي والزيت وزيوت التشحيم والمواد الخام المستخدمة في إنتاج البلاستيك وإنتاج الألياف والمطاط وكذلك في إنتاج العناصر المستخدمة في التفجير والمواد الكيميائية الصناعية.

توجد الكربوهيدرات في الأشجار والنباتات على شكل أصباغ تسمى الكاروتينات، والتي توجد في الجزر والأوراق الخضراء. الهيدروكربونات هي مركب عضوي بسيط، وعلى الرغم من أنها تتكون من ذرتين مختلفتين فقط، إلا أن هناك عدة مجموعات مختلفة.

ويرجع ذلك إلى تكوين سلاسل ذات أطوال مختلفة، وسلاسل متفرعة وحلقات من ذرات الكربون، أو مزيج من هذه التوليفات. توجد في العديد من النباتات والحيوانات وأنواع الوقود الأحفوري التي تتكون منها. يمكن أيضًا تحضيرها في المختبرات.

أنظر أيضا: موضوع عن العنصر الأول في الجدول الدوري للكيمياء

أنواع الهيدروكربونات

في القرن التاسع عشر، قسم الكيميائيون الهيدروكربونات إلى مجموعتين رئيسيتين بناءً على مصادرها وخصائصها، وهما:

الهيدروكربونات الأليفاتية

تُعرف هذه الهيدروكربونات الأليفاتية، والتي تتكون من الذوبان الكيميائي للدهون أو الزيوت، وتنقسم إلى ثلاثة أقسام رئيسية حسب أنواع الروابط التي تحتوي عليها، وهي:

  • الألكانات.
  • الألكينات.
  • ألكينز.
  • المركبات العطرية

تُعرف بالهيدروكربونات العطرية، وتنشأ من انحلال مستخلصات أنواع معينة من النباتات ذات الرائحة العطرة، وتنقسم إلى نوعين:

الهيدروكربونات العطرية المهلجنة

تُعرف باسم الهيدروكربونات العطرية الأروماتية وتحتوي على حلقة بنزين باعتبارها اللبنة الأساسية.

الهيدروكربونات العطرية غير المهلجنة

تُعرف هذه باسم الهيدروكربونات العطرية غير البنزوية، ولا تشمل حلقة البنزين ككتلة بناء.

مشتقات الهيدروكربونات وتفاعلاتها

كحول

الكحولات هي بعض المركبات العضوية ولها الصيغة (ROH) لأنها تحتوي على مجموعة الهيدروكسيل (OH) ويتم الحصول عليها بطرق مختلفة، مثل طريقة Grignard، ويتم تصنيفها بناءً على عدد مجموعات الهيدروكسيل على:

كحول أحادي الذرة

يتم إنتاج الكحولات أحادية الماء عن طريق تفاعل مركبات غرينيارد مع الفورمالديهايد ويتم تصنيفها وفقًا لمجموعات الألكيل المرتبطة بذرات الكربون المرتبطة بمجموعة الهيدروكسيل للكحولات الأولية مثل الميثانول والكحولات الثانوية مثل 2-بروبانون والكحولات الثلاثية مثل 2 تم وضع علامة عليه و 2 مقترح.

كحول ثنائي الذرة

مثل الجليكول (HO-CH2-CH2-OH)، والذي ينتج عن تفاعل مركب Herbernard مع الألدهيد.

كحول هيدروكسيل ثلاثي

مثل الجلسرين (HO-CH2-CHOH-CH2-OH) الذي تمت إضافة مركب Grignard إليه إلى الكيتونات لتحضيره.

كحول متعدد الذرات

كالسوربيتول.

تفاعلات كحولية

تفاعلات التخفيض

يتفاعل الكحول مع ما يسمى بالمعادن النشطة مثل الصوديوم، ويتم تقليل الهيدروجين كـ “معدن نشط” بواسطة الهيدروكسيل حتى يتم تكوين أكسيد الفلز.

مثال على اختزال الميثانول (2CH3-OH + 2NAà 2CH3-ONa + H2).

تفاعلات الأكسدة

يتأكسد الكحول الأولي مرتين، مكونًا ألدهيد في الخطوة الأولى وكيتونات في الخطوة الثانية.

مثال على أكسدة الإيثانول

المرحلة الأولى (CH3CH2OH + (o) àCH3CHO + H2o).

المرحلة الثانية (CH3CHO + (o) àCH3COOH).

  • يتأكسد الكحول الثانوي مرة واحدة فقط حتى يتم تكوين الكيتون.
مثال على أكسدة البروبانول

(CH3- CHOH- CH3 + (o) إلى CH3 –CO- CH3 + H2O).

تفاعل الهالوجين

مثل الكلور والكلور والكالبرومين، يحدث التفاعل مع مجموعة ميثيل كربونيل.

مثال: (CH3 C2OH + l2à CH3Cho + 2Hl)

(CL3CHO + NAOHA HCL3 + HCOONa)

(CH3CHO + 3l2àCL3CHO + 3Hl).

ردود فعل القضاء

يستخدم تفاعل الإزالة في تكوين الألكانات، وللحصول على مركبات مستقرة، يحدث ذلك عن طريق إزالة جزيء الماء من الكحول، ويضيء حمض الكبريتيك عند درجة حرارة 180 درجة مئوية.

مثال: (CH3CH2OH —- H2SO4—-180 ° CàCh2 = CH2 + H2O).

شاهدي أيضاً: ما هي فوائد الأحماض الدهنية؟

الأحماض الكربوكسيلية

وهو من أهم المركبات العضوية وله الصيغة (RCOOH) لوجود مجموعة الكربوكسيل (COOH-) ويتكون من أكسدة الألدهيدات.

أو بإضافة مركب Greenard إلى ثاني أكسيد الكربون، وينقسم إلى أحماض كربوكسيلية أليفاتية وأحماض أروماتية كربوكسيلية، ويصنف أيضًا إلى:

  • أحماض أحادية الكربوكسيل مثل حمض الخليك (CH3COOH).
  • أحماض ثنائي الكربوكسيل مثل حمض الأكساليك (HOOC-COOH).
  • الأحماض متعددة الكربوكسيل مثل حامض الستريك.

تفاعلات الأحماض الكربوكسيلية

  • معظم التفاعلات يمكن عزوها إلى الأحماض المعدنية.

مثال: (CH3COOH + NaOHà CH # COONa + H2o)

(CH3COOH + NH3 à CH3COONH4)

(CH3COOH + NaHCO3à CH3COONa + CO2 + H2O)

(CH3COOH + CaOà (CH3COO) 2Ca + H2O2).

  • التفاعل مع الكحوليات مع تكوين الاسترات العضوية.

مثال: (CH3COOH + CH3OHà CH3COOCH3 + H2)

  • التفاعل مع الأمينات لتكوين الأميدات.

مثال: (CH3COOH + CH3NH2à CH3CONHCH3 + H2O).

  • تقليل الأحماض الكربوكسيلية في وجود بعض العوامل المساعدة.

مثال: (CH3COOH + (H) – Ni-à CH3CHO + H2O)

(CH3COOH + 2 (H) —LiAlH4à CH3CH2OH + H2O).

الاثيرات

هذه بعض المركبات العضوية التي لها الصيغة (‘ROR’) و ‘R’ و ‘R’ التي ترمز إلى مجموعات alkyl أو aryl أو alkyl and aryl، ويتم الحصول عليها عن طريق استخلاص الماء من الكحول في وجود حمض الكبريتيك. أو بإضافة الأكسيد إلى هاليد الإكليل. يتم تصنيف عمليات البث إلى:

اثيرات متناظرة

المجموعة R هي نفس المجموعة R، على سبيل المثال (CH3OCH3).

الاثيرات غير المتماثلة

حيث لا تكون المجموعتان متماثلتين، على سبيل المثال (CH3OCH2CH3).

تفاعلات الأثير

  • تفاعلات الإيثرات الكيميائية ضعيفة ولا تتفاعل مع القواعد أو العوامل المختزلة والعوامل المؤكسدة أو المعدن النشط.
  • يحدث التفاعل مع أقوى الأحماض، مثل حمض الهيدروكلوريك، وحمض الهيدرويودك، وحمض الهيدروبروميك، عند درجة حرارة عالية.

متماثلات مماثلة (CH3O \ CH3 + HlàCH3lCH3OH)

والأجناس غير المتجانسة (CH3CH2O \ CH3 + Hlà CH3CH2OH + CH3l).

الكيتونات والألدهيدات

وهناك مجموعات نشطة في حد ذاتها هي كاربونيل (C = O)، ومجموعات الكربونيل مرتبطة برابطتين إلى الألدهيدات، والمجموعات مرتبطة بذرتين من الكربون.

يتم الحصول على الألدهيدات عن طريق أكسدة الكحولات الأولية أو المحفز، بينما يتم الحصول على الكيتونات عن طريق أكسدة الكحوليات الثانوية أو الانحلال الحراري لملح الكالسيوم.

تفاعلات الألدهيد

تفاعلات التخفيض

يتم تقليل الألدهيدات إلى كيتونات في وجود عامل مساعد من النيكل.

مثال: (CH3CHO + (H) –Ni- à CH3CH2OH).

تفاعلات الأكسدة

تتأكسد الألدهيدات بتكوين الأحماض.

مثال: (C6H5CHO + (O) à C6H5COOH).

التفاعلات بالإضافة

يضاف سيانيد الهيدروجين والكحول و NAHSO3.

تفاعلات الكيتونات
تفاعلات التخفيض

يتم تقليل الكيتونات إلى كحول ثانوي مثل

(CH3COCH3 + (H) àCH3CHOHCH3).

تفاعلات الأكسدة

حيث تتأكسد الكيتونات بوجود عوامل مؤكسدة قوية مثل منجنات البوتاسيوم

مثل: (CH3COCH3 + (O) —-KMnO4à CH3COOH + HCOOH).

التفاعلات بالإضافة

يتم ذلك عن طريق إضافة سيانيد الهيدروجين والكحول و NaHSO3.

الأهمية الاقتصادية للهيدروكربونات

ينتج عن احتراق الهيدروكربونات في وجود كمية كافية من الأكسجين ثاني أكسيد الكربون والماء والحرارة، وبالتالي يتم استخدام الوقود في جميع أنحاء العالم.

إنها مصدر مهم للطاقة حول العالم لأنها تعمل على توفير الوقود، والذي بدوره يحولها إلى طاقة عن طريق تكرير النفط، وبالتالي فهي مهمة جدًا للاقتصاد العالمي.

أنظر أيضا: أنواع الأحماض الأمينية وفوائدها

بعد أن ذكرنا مشتقات الهيدروكربون وتفاعلاتها بالتفصيل، عليك فقط مشاركة هذا الموضوع على جميع الشبكات الاجتماعية.