WĘGLOWODORY NASYCONE
Grupę związków organicznych składających się tylko z węgla i wodoru nazywany węglowodorami. .
Najprostszym przedstawicielem węglowodorów jest metan zawierający w cząsteczce jeden atom węgla. Istnieją połączenia zawierające w cząsteczce 2,3 i więcej atomów węgla.
Metan CH4 Etan C2HG Propan C3H8
albo CH3 I
CH2 I
CH8
albo H albo H albo H
H—C—H H—C—H albo CH3 H—C—H
H H—C—H CHa H—C—H
H H—C—H
W budowie cząsteczek wyżej podanych węglowodorów zaobserwować można podobieństwo. Mianowicie we wszystkich wypadkach pomiędzy atomami węgla istnieją pojedyncze wiązania (jedna kreska), a pozostałe wartościowości nasycone są atomami wodoru. Węglowodory w których atcmy węgla są połączone ze sobą pojedynczymi wiązaniami noszą nazwę węglowodorów nasyconych. Węglowodory te wyróżniają się znaczną trwałością i brakiem zdolności do reakcji przyłączania. W związku z tym otrzymały nazwę parafin co oznacza „mało łączący się".
Szereg substancji które posiadają określone wspólne cechy charakterystyczne zwiemy szeregiem homologicznym („homologiczny" znaczy „zgodny, podobny"). W danym przypadku mamy do czynienia z szerejiem homologicznym metanu (szeregiem homologicznym węglowodorów nasyconych albo parafin).
Wzory poszczególnych węglowodorów tego szeregu homologicznego odpowiadają ogólnemu wzorowi: CnH2n+n > gdzie n — liczba atomów węgla. Podstawiając liczbę 1 zamiast n otrzymamy wzór najprostszego węglowodoru metanu CHj, podstawiając liczbę 2 otrzymamy wzór etanu C-_>Ho itd. Podstawiając zamiast n taką lub inną liczbę otrzymać możemy wzór dowolnego człona szeregu homologicznego. Jeżeli porównamy wzory członów szeregu homologicznego metanu zauważymy, że każdy węglowodór tego szeregu różni się od poprzedniego o 1 atom węgla i 2 atomy wodoru to jest
o grupę CH2 zwaną różnicą homologiczną.
Własności fizyczne węglowodorów nasyconych
Węglowodory zawierające w cząsteczce do 4 atomów węgla są w zwykłych warunkach gazami, np. najprostszy węglowodór metan CH4 (główny składnik gazu ziemnego).
Węglowodory zawierające od 5 do 15 atomów węgla są cieczami np. węglowodory zawarte w nafcie.
Węglowodory zawierające 15 i więcej atomów węgla są ciałami stałymi; mieszaniny tych węglowodorów noszą nazwę techniczną — parafin. Widzimy tu jaskrawy przypadek przejścia ilości w jakość; zmiany w ilościowym składzie cząsteczek wywołują zmianę ich właściwości.
Własności chemiczne węglowodorów nasyconych
Wspominaliśmy już że węglowodory nasycone odznaczają się małą aktywnością chemiczną.
W zwykłych warunkach węglowodory nasycone reagują tylko z chlorowcami (chlorem, bromem). Zachodzi przy tym reakcja podstawienia:
CH4 + Cl2 = CH3CI + HC1
metan chlor chlorek chloro-(gaz) (gaz) metylu wodór
Powstający produkt nosi nazwę chlorku metylu, wydzielający się wodór łączy się z drugim atomem chloru tworząc cząsteczkę chlorowodoru. Proces ten nie zatrzymuje się w stadium przedstawionym w równaniu, w ostatecznym wyniku może dojść do zastąpienia wszystkich 4 atomów wodoru przez chlor i utworzenie czterochlorku węgla CCI4.
Działanie chloru na metan zachodzi spokojnie tylko w ciemności. Pod działaniem bezpośrednim światła słonecznego reakcja przebiega burzliwie — z wybuchem.
Wszystkie węglowodory są materiałami palnymi, lecz podobnie jak metan w zwykłej temperaturze nie łączą się z tlenem. Palenie rozpoczyna się dopiero po podgrzaniu.