Ką turėtumėte žinoti apie anglies junginius

Anglies junginių yra daugiau nei bet kuriame kitame elemente, išskyrus vandenilį. Laguna Design / Getty Images

Anglies junginiai yra cheminės medžiagos, kurių sudėtyje yra anglies atomų prijungtas prie bet kurio kito elemento. Anglies junginių yra daugiau nei bet kuriame kitame elemente išskyrus vandenilį . Dauguma šių molekulių yra organinės anglies junginiai (pvz., benzenas, sacharozė), nors yra ir daug neorganinių anglies junginių (pvz., anglies dvideginis ). Viena svarbi anglies savybė yra katenacija, kuri yra gebėjimas sudaryti ilgas grandines arba polimerai . Šios grandinės gali būti linijinės arba sudaryti žiedus.

Anglies sudarytų cheminių jungčių tipai

Anglies dažniausiai sudaro kovalentinius ryšius su kitais atomais. Anglis sudaro nepolinius kovalentinius ryšius, kai jungiasi su kitais anglies atomais ir polinius kovalentinius ryšius su nemetalais ir metaloidais. Kai kuriais atvejais anglis sudaro jonines jungtis. Pavyzdys yra ryšys tarp kalcio ir anglies kalcio karbide, CaC_du.

Anglis paprastai yra keturvalentė (oksidacijos laipsnis +4 arba -4). Tačiau žinomos ir kitos oksidacijos būsenos, įskaitant +3, +2, +1, 0, -1, -2 ir -3. Buvo žinoma, kad anglis netgi sudaro šešias jungtis, kaip ir heksametilbenzene.

Nors du pagrindiniai anglies junginių klasifikavimo būdai yra organiniai arba neorganiniai, yra tiek daug skirtingų junginių, kad juos galima suskirstyti toliau.

Anglies alotropai

Allotropai yra skirtingos elemento formos. Techniškai jie nėra junginiai, nors struktūros dažnai vadinamos tokiu vardu. Svarbūs anglies alotropai yra amorfinė anglis, deimantas , grafitas, grafenas ir fullerenai. Yra žinomi ir kiti alotropai. Nors alotropai yra to paties elemento formos, jų savybės labai skiriasi viena nuo kitos.

Organiniai junginiai

Organiniai junginiai kadaise buvo apibrėžti kaip bet koks anglies junginys, kurį sudaro tik gyvas organizmas. Dabar daugelis šių junginių gali būti susintetinti laboratorijoje arba buvo rasta kitaip nei organizmai, todėl apibrėžimas buvo peržiūrėtas (nors ir nesutarta). Organiniame junginyje turi būti bent anglies. Dauguma chemikų sutinka, kad turi būti ir vandenilio. Nepaisant to, kai kurių junginių klasifikacija yra ginčijama. Pagrindinės organinių junginių klasės apima (bet tuo neapsiribojant) angliavandenių , lipidai , baltymai , ir nukleino rūgštys . Organinių junginių pavyzdžiai yra benzenas, toluenas, sacharozė ir heptanas.

Neorganiniai junginiai

Neorganiniai junginiai gali būti randami mineraluose ir kituose natūraliuose šaltiniuose arba gali būti pagaminti laboratorijoje. Pavyzdžiai yra anglies oksidai (CO ir CO_du), karbonatai (pvz., CaCO₃), oksalatai (pvz., BaC_duO₄), anglies sulfidai (pvz., anglies disulfidas, CS_du), anglies ir azoto junginiai (pvz., vandenilio cianidas, HCN), anglies halogenidai ir karboranai.

Organometaliniai junginiai

Organometaliniai junginiai turi bent vieną anglies ir metalo jungtį. Pavyzdžiai yra tetraetilšvinas, ferocenas ir Zeise druska.

Anglies lydiniai

Keletas lydiniuose yra anglies , įskaitant plieną ir ketų. „Gryni“ metalai gali būti lydomi naudojant koksą, todėl juose taip pat yra anglies. Pavyzdžiui, aliuminis, chromas ir cinkas.

Anglies junginių pavadinimai

Kai kurios junginių klasės turi pavadinimus, nurodančius jų sudėtį:

Karbidai:Karbidai yra dvejetainiai junginiai, sudaryti iš anglies ir kito elemento, turinčio mažesnį elektronegatyvumą. Pavyzdžiui, Al₄C₃, CaC_du, SiC, TiC, WC. Anglies halogenidai:Anglies halogenidai susideda iš anglies, sujungtos su halogenas . Pavyzdžiui, anglies tetrachloridas (CCl₄) ir anglies tetrajodidas (CI₄). Karboranai:Karboranai yra molekuliniai klasteriai, kuriuose yra ir anglies, ir boro atomai . Pavyzdys yra H_duC_duB₁₀H₁₀.

Anglies junginių savybės

Anglies junginiai turi tam tikrų bendrų savybių:

1. Dauguma anglies junginių turi mažą reaktyvumą įprastoje temperatūroje, tačiau gali stipriai reaguoti kaitinant. Pavyzdžiui, medienoje esanti celiuliozė yra stabili kambario temperatūroje, tačiau kaitinama dega.
2. Dėl to organinės anglies junginiai laikomi degiais ir gali būti naudojami kaip kuras. Pavyzdžiui, derva, augalinės medžiagos, gamtinės dujos, nafta ir anglis. Po degimo likutis daugiausia yra elementinė anglis.
3. Daugelis anglies junginių yra nepoliniai ir mažai tirpsta vandenyje. Dėl šios priežasties aliejui ar riebalams pašalinti vien vandens nepakanka.
4. Anglies ir azoto junginiai dažnai yra geri sprogmenys. Ryšiai tarp atomų gali būti nestabilūs ir nutrūkus gali išskirti daug energijos.
5. Junginiai, kurių sudėtyje yra anglies ir azoto, paprastai turi ryškų ir nemalonų kvapą kaip skysčiai. Kieta forma gali būti bekvapė. Pavyzdys yra nailonas, kuris kvepia iki polimerizacijos.

Anglies junginių naudojimas

Anglies junginių naudojimas yra neribotas. Gyvenimas, kaip mes žinome, priklauso nuo anglies. Daugumoje produktų yra anglies, įskaitant plastiką, lydinius ir pigmentus. Kuras ir maistas gaminami anglies pagrindu.