كيمياء عضوية - هيدروكاربونات

Hydrocarbons

Definition

• Hydrocarbons are organic compounds that consist only of carbon and hydrogen atoms
• They are the simplest and most abundant organic compounds

Types of Hydrocarbons

• Saturated Hydrocarbons (Alkanes)
  • Have only single bonds between carbon atoms
  • General formula: CnH2n+2
  • Examples: methane (CH4), ethane (C2H6), propane (C3H8)
• Unsaturated Hydrocarbons (Alkenes and Alkynes)
  • Have one or more multiple bonds between carbon atoms
  • General formula: CnH2n (alkenes) and CnH2n-2 (alkynes)
  • Examples: ethene (C2H4), propene (C3H6), ethyne (C2H2)

Nomenclature

• IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) rules are used to name hydrocarbons
• Prefixes are used to indicate the number of carbon atoms (e.g., meth- for 1, eth- for 2, prop- for 3)
• Suffixes are used to indicate the type of bond (e.g., -ane for saturated, -ene for unsaturated, -yne for triple bond)

Physical Properties

• Boiling Point
  • Increases with increasing molecular weight
  • Decreases with increasing branching
• Melting Point
  • Increases with increasing molecular weight
  • Decreases with increasing branching
• Solubility
  • Generally insoluble in water, but soluble in non-polar solvents
  • Increase in solubility with increase in branching

Chemical Properties

• Combustion
  • Hydrocarbons react with oxygen to produce carbon dioxide and water
  • Release energy in the form of heat and light
• Substitution Reactions
  • Hydrocarbons can undergo substitution reactions with halogens or other reagents
  • Result in the formation of new compounds with different functional groups
• Cracking
  • Large hydrocarbons can be broken down into smaller ones using heat and catalysts
  • Important in the production of fuels and other petrochemicals

هيدروكربونات

تعريف

• هيدروكربونات هي مركبات عضويّة تتكون فقط من ذرات الكربون والنيتروجين
• هي أبسط وأكثر المركبات العضوية وفرة

أنواع الهيدروكربونات

• هيدروكربونات مشبعة (ألكانات)
  • لها روابط 单 بين ذرات الكربون فقط
  • الصيغة العامة: CnH2n+2
  • أمثلة: ميثان (CH4)، إيثان (C2H6)، بروبان (C3H8)
• هيدروكربونات غير مشبعة (ألكينات وألكاينات)
  • لها روابط متعددة بين ذرات الكربون
  • الصيغة العامة: CnH2n (ألكينات) و CnH2n-2 (ألكاينات)
  • أمثلة: إيثين (C2H4)، بروبين (C3H6)، إيثاين (C2H2)

تسمية المركبات

• تستخدم قواعد الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية (IUPAC) لتسمية الهيدروكربونات
• تركيببادئي لتحديد عدد ذرات الكربون (مثل meth- لـ 1 و eth- لـ 2 و prop- لـ 3)
• لاحقات تستخدم لتحديد نوع الرابطة (مثل -ane للهيدروكربونات مشبعة و -ene للهيدروكربونات غير مشبعة و -yne للرابطة ثلاثية)

الخواص الفيزيائية

• نقطة الغليان
  • تزداد مع زيادة الوزن الجزيئي
  • تتناقص مع زيادة التفرع
• نقطة الانصهار
  • تزداد مع زيادة الوزن الجزيئي
  • تتناقص مع زيادة التفرع
• الذوابية
  • عمومًا غير قابلة للذوبان في الماء ولكن قابلة للذوبان في محاليل غير قطبية
  • تزداد الذوابية مع زيادة التفرع

الخواص الكيميائية

• احتراق
  • الهيدروكربونات تreactمع الأكسجين لإنتاج ثاني أكسيد الكربون والماء
  • تطلق الطاقة على شكل حرارة ونور
• تفاعلات الاستبدال
  • الهيدروكربونات يمكن أن تخضع لتفاعلات الاستبدال مع الهالوجينات أو عوامل أخرى
  • نتائج تكون مركبات جديدة مع مجموعات وظيفية مختلفة
• التكسير
  • الهيدروكربونات الكبيرة يمكن أن تتفكك إلى أصغر منها باستخدام الحرارة والكатализات
  • مهم في إنتاج الوقود وغيرها من البتروكيماويات