Alkaanid (2)

Alkaanid
1. atsükline ühend – süsivesinikud, kus puuduvad tsüklid
tsükliline ühend – süsivesinikud, mis sisaldavad süsiniku ahelas ühte, või mitut tsüklit
2. süsivesinik – orgaaniline ühend, mis koosneb süsiniku ja vesiniku aatomitest
küllastunud süsivesinik – orgaaniline ühend, mille süsinike aatomite vahel on kovalentsed üksiksidemed
küllastumata süsivesinik – orgaaniline ühend, kus süsinike aatomite vahel on kordsed kovalentsed kaksik- või kolmiksidemed.
3. Funktsionaalne rühm – e. Tunnusrühm on aatomit ( halogeenid , lämmastik, hapnik) või aatomeid sisaldav rühm süsiniku ahela küljes, mis määrab ära aineklassi ja annab tallle iseloomulikud omadused.
Ühefunktsionaalne ühend – ühend, mis sisaldab ainult üht liiki funktsionaalrühmi
mitme- ehk polüfunktsionaalne ühend – ühe ja sama süsinikuühendi molekulis on vesiniku aatomid asendatud erinevate funktsionaalsete rühmadega
4. alkaanid – küllastunud süsivesinikud, mis sisaldavad süsiniku aatomite vahel kovalentseid üksiksidemeid.
Tsükloalkaanid – tsüklised ühendid alkaanid vahel
alkeenid – ühendid, kus süsiniku aatomite vahel on kaksikside
alküünid – ühendid, kus süsiniku aatomite vahel on kolmikside
5. triviaalne nimetus – käibelolevad tavanimetused, mis on pandud ainetele kas nende päritolu, saamisallika, mõne omaduse või tehnilise rakenduse järgi
süstemaatiline nimetus – kajastavad ühendi keemilist struktuuri
nomenklatuur – teaduslike nimetuste süsteem, ehk aine struktuuri ja nimetust siduv reeglite kogum
6. homoloogiline rida – rida , mille kõrvuti seisvad liikmed erinevad teineteisest rühma CH2 võrra
homoloog – homoloogilise rea liige
7. tüviühend – pikim süsivesinikahel
alküülrühm – alkaanidest tuletatud asendusrühmad
8. sigma side – kovalentne side, mida moodustuvate elektronide pild asub aatomeid ühendaval ühel sirgel
tetraeedriline süsinik – nelja üksiksidemega süsinik
9. parafiinid – tahked alkaanid või nende segud
hüdrofoobsed ained – ained, millel puudub veega vastastikmõju, puudub võime moodustada vesiniksidemeid, veega ei märgu ja vees ei lahustu
hüdrofiilsed ained – ehk vee-lembelised on ained, millel esineb vastastikmõju veega, esineb võime moodustada vesiniksidemeid, nad on vees märguvad ja lahustuvad.
10. Täielik põlemine – toimub piisava hapnikukoguse (õhu) olemasolul . Selle käigus tekivad alati süsinikdioksiid ja veeaur
mittetäielik põlemine – põlevad need ained, milles on süsinikusisaldus vesinikusisaldusega võrreldes suhteliselt suur. Võivad moodustuda süsinikdioksiidi ja veeauru kõrval veel mitmeid orgaanilisi ühendeid, süsinikoksiid ja süsi.
Pürolüüs – orgaaniliste ainete lagunemine kõrgel temperatuuril, mida rakendatakse nafta , maagaasi, kivisöe, põlevkivi ja puidu töötlemisel
krakkimine – nafta destilleerimissaaduste lagunemine lühemate ahelatega ühenditeks
utmine – puidu, turba, kivisöe ja põlevkivi kuivdestillatsioon ehk kuumutamine ilma õhu juurdepääasuta
11. radikaal – paardumata elektronidega osake
12. soogaas ehk maagaas – orgaanilise aine lagunemise tagajärjel tekkinud gaasiliste süsivesinike segu, millest suurema osa hõlmab metaan
biogaas – anaeroobse metaankääritamise protsessi saadus
vedelgaas ehk baloongaas – saadakse toornaftast karkkimise teel
13. isomeeria – nähtus, kus ainel on ühesugune elementkoostis, kuid erineva ehituse tõttu erinevad omadused
Milliste omaduste poolest sarnanevad homoloogid ja milliste omaduste poolest homoloogid erinevad üksteisest ?
Süsiniku aatomite arvu kasvades kasvavad homoloogidel ka molekulmass, tihedus, sulamis- ja keemistemperatur. Reeglina väheneb aga homoloogilises reas süsinikuahela pikenedes ainete lahustuvus vees.Erinevus on see, et 5 -15 liikmeni on toatemperatuuril vedelas ja alates 16 liikmest – heksadekaanist- on alkaanid tahkes olekus.
Alkaani molekuli ehitus, tetraeedrilise süsiniku moodustumine (sp3 – süsinik), miks ei ole alkaanide ahelad sirged , vaid sik-sakilise kujuga ?
Alkaanid on sellised süsiniku ja vesiniku ühendid, kus ühe süsiniku aatomid on seotud nelja kovalentse üksiksidemega teiste aatomitega.
Kui üks süsinik on seotud nelja vesiniku aatomiga, kusjuures süsiniku ja vesiniku aatomite vahelised nurgad on võrdsed (109,5).
Tingituna süsiniku aatomi tetraeedrilisest ehitusest ehk sidemete vaheliste nurkade võrdse paiknemise tõttu, on kõik süsiniku ahelad siksakilise ehitusega.
Alkaanide füüsikalised omadused (tihedused, sulamis- ja keemistemperatuurid, miks on hargnenud ahelaga alkaanide sulamis-ja keemistemperatuurid madalamad, kui neile vastavatel sirge ahelaga alkaanidel?, alkaanide vees lahustuvus, miks alkaanid lahustuvad vees halvasti?, hüdrofoobsete ja hüdrofiilsete ainete omadused ja näited, gaasiliste alkaanide ohtlikkus).
Molekulmassi kasvades kasvad ka tihedus, sulamis- ja keemistemperatuur .
Pikema hargnemata ahelaga alkaanidel on omadus üksteise külge liibuda, sest nende kokkupuutepind on suurem. Selles tulenevalt suuremate molekulivaheliste jõudude ja vastastikmõjude tõttu läheb vaja nende lõhkumiseks rohkem energiat ja seeg aka kõrgemat temperatuuri.
Alkaanid kui mittepolaarsed ained polaarsetes ainetes ei lahustu, kuna nad ei suuda lõhkuda polaarsete ainete molekulide vahelisi sidemeid .Vastastikmõju tõttu alkaanid vees kui polaarses aines ei lahustu.
Ained, millel puudub veega vastastikmõju, puudub võime moodustada vesiniksidemeid, veega ei märgu ja vees ei lahustu, nimetatakse hüdroboobseteks ehk vett tõrjuvateks aineteks , nt.õli. Hüdrofiilseteks ehk vee-lembesteks nimetatakse selliseid aineid, millel esineb vastastikmõju veega, esineb võime moodustada vesiniksidemeid, nad on vees märguvad ja vees lahustuvad. Alkaanid lahustuvad hästi mittepolaarsetes lahustites (teised süsivesinikud või nende segud).
lkaanide aurud ja gaasilised alkaanid on kergesti süttivad, plahvatusohtlikud ja narkootilise toimega,kahjustades närvisüsteemi ja mõjudes suurtes kogustes isegi surmavalt. Nahaga kokkupuutes mõjuvad alkaanid ärritavalt ja loomadele tekitavad karvkatte kahjustusi.
Miks on alkaanid keemilistelt omadustelt suhteliselt passiivsed ained ja mida tuleb teha, et nende keemilist aktiivsust tõsta?
Alkaanid on keemiliselt kõige passiivsemad orgaanilised ained, kuna nende molekulides asuvad üksiksidemed on tugevad ja püsivad. Alkaanid on toatemperatuuril püsivad isegi tugevate oksüdeerijate ja kontsentreeritud hapete ja leeliste suhtes. Reaktsioonivõime tõstmiseks on vajalik alkaane kas kuumutada või kasutada erinevaid katalüsaatoreid.
Täieliku ja mittetäieliku põlemise võrdlus, kuidas leegi vaatlemisel kindlaks teha, et
tegemist on täieliku või mittetäieliku põl. ?
Täielik põlemine toimub piisava hapnikukoguse (õhu) olemasolul. Täielikul põlemisel tekivad alati süsinikdioksiid ja veeaur.
Mittetäielikult põlevad need ained, milles on süsinikusisaldus vesinikusisaldusega võrreldes suhteliselt suur. Mittetäielikul põlemisel võivad moodustuda süsinikdioksiidi ja veeauru kõrval veel mitmeid orgaanilisi ühendeid,süsinikoksiid ja süsi. Leegis põlemata jäänud süsinikuosakesed eralduvadki tihti tahmana.
Radikaalid
Paardumata elektronidega osakesi nimetatakse radikaalideks.
Tekkivad valguse või temperatuuri mõjul.
Radikaalid osalevad vererõhu regulatsioonis, närvisüsteemi ülekandes, signaalreaktsioonides jm. Radikaalsetel reaksioonidel on oluline tähtsus biloogias ja meditsiinis, kuna need toimuvad pidevalt eluorganismides. Kahjustavad kõiki elusolendi rakke ja organeid. Radikaalid osalevad vananemisprotsessis, ateroskleroosi arenemises, nad võivad tekitada vähkkasvajaid jne. Oluliselt piiravad organismis radikaalide hulka antioksüdandid (näiteks C- vitamiin ), mistõttu on vägagi vajalik viimaseid pidevalt toiduga saada.
Alkaanide tuntumad esindajad
Metaani leidub kõikides looduslikes gaasides (maagaas, soogaas, kaevandusgaas). Metaan tekib looduses taimsete ja loomsete jäänuste anaaeroobsel käärimisel näiteks kompostihunikus, märgaladel, sealhulgas veekogu põhjas ja soodes, kus metaan võib mullikestena õhku eralduda (soogaas). Metaani toodetakse sünteetiliselt kõrgel temperatuuril vesiniku läbijuhtimisel läbi hõõguvate süte. Metaan on lõhnatu, värvuseta, maitseta, vees mittelahustuv, õhust kergem gaas .
Ohtlik on see sellepärast, et ta on umbes 10 korda mõjusam kasvuhooneefekti põhjustav gaas kui seda on süsinikdioksiid. Kaevandustes võib ta koguneda söekihtide peale ja vahele tekitades seal tänapäevani plahvatusi. Kui orgaanilisi jäätmeid kääritatakse hermeetiliselt ehk anaeroobselt kääritada, siis saadakse biogaas, mida kasutatakse peamiselt majapidamisgaasina.
Propaan ja butaan . Neid leidub nii looduslikus gaasis kui ka naftas. Toodetkse naftast. Mõlemad alkaanid on värvuseta, lõhnata, maitseta, vees praktiliselt lahustumatud gaasid.
Kasutatakse vedelgaasi ja mootorikütusena.
Alkaanide kasutusalad
Suure põlemissoojuse ja kütteväärtuse tõttu kasutatakse alkaane kütusena. Maagaasist toodetav majapidamisgaas koosnebki enamasti metaanist. Kuna propaan ja butaan on kergesti rõhu all veeldatavad, siis kasutatakse neid vedelgaasina, mida transporditakse balloonides (balloongaas). Alkaanide mittetäielikul põlemisel saadud tahma kasutatakse trükitööstuses värvainena ja kummitööstuses täiteainena.Lisaks sisaldavad alkaane mitmed vedelkütused ja määrdeõlid. Tahketest alkaanidest pärinevat parafiini kasutatakse määrdeainete ja- õlide ning küünalde valmistamiseks. Meditsiinis kasutatakse vedelat parafiini liigestehaiguste ravil.