Alkany, alkeny, alkiny i polimery

Alkany, Alkeny, Alkiny i Polimery

ALKANY (parafiny)
• nasycone węglowodory acykliczne, o wzorze ogólnym CnH2n+2
• stanowią szereg homologiczny najprostszego alkanu – metanu CH4
• alkany, których cząsteczki zawierają co najmniej 4 atomy węgla, mogą mieć łańcuch prosty lub rozgałęziony (izomery konstrukcyjne)
• pierwsze 4 proste alkany mają nazwy zwyczajowe (metan, etan, propan, butan); systematyczne nazwy pozostałych tworzy się od liczebników greckich lub łacińskich określających liczbę atomów węgla w cząsteczce z dodatkiem końcówki –an
• nierozpuszczalne w wodzie i bierne chemicznie
• zawierające 1-4 atomów węgla w cząsteczce są gazami, 5-6 atomów węgla w łańcuchu prostym – cieczami, pozostałe – ciałami stałymi.
• występują w gazie ziemnym, ropie naftowej, wosku ziemnym
• tworzą się w wyniku przeróbki węgli
• otrzymuje się je głównie w wyniku krakingu ropy naftowej
• są stosowane jako składniki paliw oraz surowce w wielu syntezach organicznych

ALKENY (olefiny)
• nienasycone węglowodory acykliczne z jednym wiązaniem podwójnym w łańcuchu węglowym, o wzorze ogólnym CnH2n
• stanowią szereg homologiczny najprostszego alkenu – etenu C2H4
• nazwy alkenów tworzy się zmieniając przedrostek –an odpowiedniego węglowodoru nasyconego (alkanu) na –en, np. eten (zwany też etylenem) od etanu
• alkeny, których cząsteczki zawierają 2-4 atomów węgla są gazami, 5-18 – cieczami, pozostałe – ciałami stałymi
• są związkami nierozpuszczalnymi w wodzie
• łatwo ulegają reakcjom przyłączania w miejscu podwójnego wiązania
• w obecności katalizatorów ulegają polimeryzacji (np. eten polimeryzuje na polieten)
• dzięki występowaniu izomerii związanej z położeniem podwójnego wiązania oraz izomerii konstytucyjnej i geometrycznej, alkeny tworzą wiele odmian izomerycznych
• alkeny w niewielkich ilościach występują w niektórych ropach naftowych
• w przemyśle otrzymuje się je z wodoru i tlenku węgla, przez katalityczne odwodnienie alkanów, kraking frakcji ropy naftowej, odwodnienie alkoholi
• alkeny są stosowane w syntezach organicznych

ALKINY (acetyleny)
• nienasycone węglowodory acykliczne z 1 wiązaniem potrójnym, o wzorze ogólnym CnH2n-2
• tworzą szereg homologiczny najprostszego alkinu – acetylenu CH3≡CH3
• nazwy systematyczne alkinów tworzy się od nazwy odpowiednich węglowodorów nasyconych z użyciem końcówki –in (lub –yn)
• łatwo ulegają reakcjom przyłączania i polimeryzacji

POLIMERY
• przeważnie organiczne związki wielocząsteczkowe zbudowane z regularnie lub nieregularnie powtarzających się ugrupowań atomów o jednakowej budowie, zwanych merami, połączonych kowalencyjnymi wiązaniami chemicznymi
• wiele polimerów występuje w organizmach żywych; odgrywają one ważną rolę w procesach przemiany materii (np. białka, polisacharydy, kwasy nukleinowe)
• niektóre z nich mogą być wykorzystywane do celów technicznych, np. cis-1,4-poliizopropen (kauczuk naturalny)
• obecnie produkuje się na dużą skalę polimery syntetyczne, które przetwarza się głównie na tworzywa sztuczne, włókna syntetyczne, gumę, kleje, lakiery
• stanowią ważny surowiec współczesnego przemysłu, wiele z nich odznacza się bowiem m.in. dużą wytrzymałością mechaniczną (dorównującą wytrzymałości stali), lekkością (kilkakrotnie lżejsze od metali), odpornością chemiczną, dobrymi właściwościami termoizolacyjnymi i elektroizolacyjnymi
• duże znaczenie w medycynie
• zastosowanie w ochronie środowiska (oczyszczanie wód i powietrza)
• najczęściej stosowanymi syntetycznymi polimerami organicznymi są np. polichlorek winylu, polietylen, polipropylen, poliamidy, poliestry, fenoplasty, silikony oraz żywice mocznikowe
• są też znane polimery nieorganiczne, np. polikrzemiany, polifosforany