Węglowodory są to związki chemiczne zbudowane z atomu węgla i wodoru. Ze względu na budowę cząsteczki, czyli rodzaj wiązań pomiędzy atomami węgla, można je podzielić na nasycone i nienasycone.

Węglowodory nasycone - alkany.
metan CH4, etan C2H6, Propan C3H8, Butan C4H10, pentan C5H12, heksan C6H14, heptan C7H16, oktan C8H18, nonan C9H20, dekan C10H22.

Wzór ogólny alkanów CnH2n+2.

Szereg homologiczny alkanów jest to szereg węglowodorów, w którym każdy następny węglowodór różni się od poprzedniego o grupę CH2. Związki należące do tego szeregu to homologi. Alkany różnią się temperaturą wrzenia i topnienia, gęstością. Właściwości te wzrastają wraz ze wzrostem liczby atomów węgla w łańcuchu. Alkany są mało reaktywne, ulegają reakcji spalania.

Ulegają reakcji substytucji (podstawiania) bromowanie propanu: C3H8 +Br2 (światło) C3H7Br + HBr - bromopropan.

Zastosowanie alkanów: kraking - rozpad węglowodorów o długich łańcuchach na węglowodory o krótkich łańcuchach pod wpływem wysokiej temperatury, ciśnienia i katalizatora. Ma zastosowanie w otrzymywaniu benzyny syntetycznej z ciekłych węglowodorów. Mieszaniny gazowych i ciekłych węglowodorów są głównymi składnikami gazu ziemnego, ropy naftowej, gazu płynnego, olejów napędowych i stosowane są jako źródła energii. Stałe alkany wykorzystywane są jako środki kosmetyczne (wazelina)

Metan właściwości fizyczne - gaz bezbarwny o gęstości mniejszej od powietrza, nierozpuszczalny w wodzie, spala się bladoniebieskim płomieniem.

Otrzymywanie metanu ogrzewanie mieszaniny oktanu sodu i wodorotlenku sodu CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3, reakcja węgliku sodu z wodą lub kwasem solnym Al4C3 +12H2O → 3CH4 + 4Al(OH)3.

Właściwości chemiczne. Reakcja chlorowania metanu: CH4 +Cl2 (światło) CH3 Cl +HCl (chlorometan), CH3 Cl +Cl2 (światło) CH2CL2 +HCl (dichlorometan), CH2CL2 +Cl2 (światło) CHCL3+HCl (trichlorometan) CHCl3 +Cl (świtało) CHCl4 +HCl (tetrachlorometan) Reakcja substytucji (podstawiania) przebiega etapowo: jest to reakcja łańcuchowa.

Zjawisko izomerii w alkanach.

Zasady nazewnictwa węglowodorów rozagałęzionych: ustalamy możliwie najdłuższy prosty łańcuch węglowy, który będzie stanowił podstawe, tworzymy nazwy, numerujemy łańcuch węglowy, zaczynając od końca łańcucha tak aby numery atomów węgla, przy których znajdują się podstawniki były jak najmniejsze. Podstawniki wymieniamy w kolejności alfabetycznej. Podstawnikami mogą być grupy alhidowe, powstałe poprzez oderwanie jednego atomu wodoru od cząsteczki alkanu. CH4 => ch3 - grupa metylowa, C2H6 =>C2H5 - grupa etylowa. Liczbę identycznych podstawników określamy przedrostkami di, TRI, tetra, penta.

Eten jako przedstawiciel węglowodorów nienasyconych. Właściwości fizyczne i otrzymywanie. Gaz bezbarwny, nierozpuszczalny w wodzie o charakterystycznym przyjemnym zapachu. Otrzymywanie ogrzewanie polietylenu - eliminacja wody z etanolu. H H H H
H-C-C-H (Al2O2 ogrzewanie) C=C +H2O

H OH H H
etanol etylen odwodornienie etenu H H H H

H-C- C-H (katalizator, temperatura) C - C + H2

H H H H
Właściwości chemiczne eten spala się jasnym, świecącym płomieniem, powoduje odbarwienie wody bromowej i roztworu manganianu VII potasu. H H H H
C = C +Br2 aq Br - C - C - Br (1,2 - dibromo-etan)
H H H H
ulega reakcji addycji H H H H H H H H
(1chloroetan) C - C +H2 (kat.) H - C - C- H (etan) C=C +HCl Cl - C - C - H

H H H H H H H H
przyłączenie chloru H H H H
C=C +Cl2 Cl - C- C - Cl (1,2 dichloro etan)

H H H H

Ulega polimeryzacji H H [ H H]

n C C (p T, kat. ) [ C -C ] (polietylen, polimer)

H H (monomer) [H H] n

Charakterystyka węglowodorów nienasyconych na przykładzie acetylenu. Reakcje alkinów: ulegają spalaniu. Ulegaja abdykcji H - C = C - CH3 +H2 (kat) H - C = C - CH3 +H2 H H H

H H H - C-C -C - H

H H H

Właściwości acetylenu fizyczne gaz bezbarwny, bezwonny, słabo rozpuszczalny w wodzie o gęstości mniejszej od powietrza. Spala się jaskrawym kopcącym płomieniem.

Otrzymywanie acetylenu. Reakcja karbidu z wodą (karbid CaCr)

CaCr + H2O H - C = C - H +Cr (OH)2

Właściwosci chemiczne ulega spalaniu. Reakcja całkowitego spalania acetylenu ma wykorzystanie w palnikach acetylowi - tlenowych, ponieważ temp. Plomienia acetylenu w tlenie osiaga watrtosc 3 tys *C. Palnik ten wykorzystuje się do ciecia i spawania metali. Przechowywanie acetylenu: ze względu na wybuchowy rozklad acetylenu po sprężeniu do ciśnienia wyższego 1,5 MPa, acetylen przechowuje się w butlach stalowych wypelnionych porowata substancja nasycona acetylenem. Odbarwia wode bromowa i roztwor manganianu VII potasu. H - C = C -H +Br2 aq H - C = C -H +Br 2 Br Br

Br Br H - C - C - H (1,1,2,2, tetra bromoetan)

Br Br H H

Ulega reakcji przyłączenia wodor, cloru i chlorowodoru. H - C = C - H +HCl C = C

H Cl

Polimeryzacja chlorku winylu. H H [H H]
n C = C p T (kat)[ C C ] (polichlorekwinilu)

H Cl [H Cl]

Przyłacza wode. Budowa cząsteczki benzenu.

Wiązanie zdelokalizowane tzw sekstet elektronowy
C6H6. Otrzymywanie jedyna do nie dawana metoda otrzymywania benzenu to proces destylacji z smoly weglowej, otrzymywanej w procesie pirolizy węgla kamiennego. Obecnie benzen otrzymuje się w wyniku hetoktycznego odwodornienia cykloheksanu

+ 3H2 (benzen)

trymeryzacja acetylenu.

Właściwości fizyczne benzenu bezbarwna, palna ciecz o charakterystycznym zapachu o gęstości mniejszej od wody nierozpuszczalna w wodzie jest to związek toksyczny wykazujący wlaścowosci rakotwórcze. Spala się kopcącym plomieniem.

Właściwości chemiczne: bromowanie
+Br2 ( FeBr3)
+HBr (1 - bromobenzen)

+3Br2 światło
C6H6 + 3Br2 ŚWIATŁO C5H6Br 6
Uwodornienie benzenu. C6H6 + 3H2 KAT C6H12
3H2 kat
(u góry NO2)

nitrowanie benzenu jest to reakcja charakterystyczna dla węglowodorów aromatycznych. Przebiegajaca w obeconosci kwasu siarkowego (VI) przy uzyciu stężonego kwasu orotowego (V) Polega ona na podstawieniu etanu co grupe nitrowa
+HNO3 (H2SO4)
+H2O nitrobenzen. Jest to oleista ciecz o gęstości większej niż woda, sluzy jako wazny półprodukt w oleistej syntezie organicznej. Sulfonowanie
+ H2SO4
+H2O (u góry SO3H) sulfonobenzen

Homologi
(u góry CH3) metylobenzen
(u góry C2H5) etylobenzen

---