Węgiel i jego związki z wodorem

Wszystkie związki organiczne zawierają w cząsteczkach węgiel. Prawie wszystkie związki organiczne zawierają wodór. Węgiel w tych związkach jest zawsze czterowartościowy. W przyrodzie węgiel występuje w:
- stanie wolnym (pierwiastek) – diament, grafit i fullereny,
- stanie związanym – skały i minerały (np. węglany), surowce energetyczne pochodzenia organicznego (ropa naftowa i gaz ziemny), węgle kopalne (węgiel zawierający rozmaite zanieczyszczenia w postaci związków chemicznych).

Węglowodory to związki chemiczne węgla z wodorem, główne składniki gazu ziemnego i ropy naftowej. Węglowodory tworzą szeregi homologiczne.

Węglowodory (łańcuchowe)
nasycone nienasycone
alkany
CnH2n+2
np. metan, czyli CH4
2 pojedyncze wiązania pomiędzy atomami węgla w cząsteczkach
2 mało aktywne chemicznie alkeny
CnH2n
np. eten (etylen), czyli C2H4
2 jedno wiązanie podwójne pomiędzy atomami węgla w cząsteczkach
2 aktywne chemicznie alkiny
CnH2n-2
np. etyn (acetylen), czyli C2H2
2 jedno wiązanie potrójne pomiędzy atomami węgla w cząsteczkach
2 bardzo aktywne chemicznie
2 ulegają reakcji polimeryzacji
2 ulegają reakcji przyłączania np. wodoru, bromu, chloru , chlorowodoru

Węglowodory nasycone i nienasycone ulegają reakcjom spalania:
- całkowitego, dając produkty: CO2 i H2O,
- półspalania, dając produkty: CO i H2O,
- niecałkowitego, dając produkty: C i H2O.
Rodzaj produktu spalania zależy od warunków przeprowadzonego procesu, tj. od ilości dostarczonego tlenu.

Pojęcia
Związki organiczne to związki węgla występujące w żywych organizmach.

Diament, grafit, fullereny to odmiany alotropowe pierwiastka węgla.

Alotropia to występowanie tego samego pierwiastka w odmianach różniących się od siebie budową wewnętrzną.

Szereg homologiczny to szereg związków organicznych o podobnej budowie i właściwościach, w którym każdy człon posiada w cząsteczce o jedną grupę – CH2 – więcej niż poprzedni.

Alkany to węglowodory łańcuchowe nasycone, których cząsteczki zawierają wiązania pojedyncze pomiędzy atomami węgla.

Metan, czyli CH4, to pierwszy człon szeregu homologicznego węglowodorów nasyconych – alkanów.

Spalanie całkowite to proces spalania, którego produktami są dwutlenek węgla i woda.

Półspalanie to proces spalania, którego produktami są tlenek węgla (II) i woda.

Spalanie niecałkowite to proces spalania, którego produktami są węgiel i woda.

Kraking to sposób otrzymywania benzyny syntetycznej, polegający na pękaniu długich łańcuchów węglowych w węglowodorach i powstawaniu cząsteczek o krótszych łańcuchach węglowych.

Węglowodory nienasycone to związki organiczne węgla z wodorem, zawierające w cząsteczkach wiązanie wielokrotne pomiędzy atomami węgla.

Wiązanie wielokrotne to podwójne lub potrójne wiązanie występujące w cząsteczkach związków organicznych.

Alkeny to węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie podwójne pomiędzy atomami węgla.

Alkiny to węglowodory łańcuchowe nienasycone, zawierające w cząsteczkach jedno wiązanie potrójne pomiędzy atomami węgla.

Eten (etylen), czyli C2H4, to pierwszy człon szeregu homologicznego węglowodorów nienasyconych – alkenów.

Polimeryzacja to reakcja łączenia się pojedynczych cząsteczek związku chemicznego (monomerów) w wielocząsteczkowy produkt – polimer.

Monomer to cząsteczka związku chemicznego ulegająca polimeryzacji.

Polimer to produkt reakcji polimeryzacji.

Katalizator to substancja zwiększająca szybkość reakcji chemicznych.

Acetylen (etyn), czyli C2H2, to pierwszy człon szeregu homologicznego alkinów.

Biodegradacja to proces naturalnego rozkładu zanieczyszczeń, w którego wyniku powstają substancje przyjazne środowisku przyrodniczemu.