रसायन विज्ञान - कार्बन और इसके यौगिक

परिचय

कार्बन सभी जीवित प्राणियों के लिए बहुत महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।
पृथ्वी की पपड़ी में कार्बन की मात्रा केवल 0.02% है, जो खनिजों जैसे कार्बोनेट, हाइड्रोजन-कार्बोनेट, कोयला, और पेट्रोलियम के रूप में उपलब्ध है।
पृथ्वी के वातावरण में कार्बन की उपस्थिति कार्बन डाइऑक्साइड के रूप में 0.03% है।

कार्बन के यौगिक

लगभग सभी कार्बन यौगिक (कुछ को छोड़कर) बिजली के खराब कंडक्टर हैं।
हीरा और ग्रेफाइट दोनों कार्बन परमाणुओं द्वारा बनते हैं; हालाँकि, यह अंतर उन दोनों के बीच होता है जिस तरह से कार्बन परमाणुओं को एक दूसरे से बंधे होते हैं।
हीरे में, कार्बन का प्रत्येक परमाणु, चार अन्य कार्बन परमाणुओं के साथ जुड़ा होता है और एक कठोर त्रि-आयामी संरचना बनाता है (नीचे दी गई छवि देखें)।

ग्रेफाइट में, कार्बन के प्रत्येक परमाणु, एक ही विमान में तीन अन्य कार्बन परमाणुओं से बंधे होते हैं, जो एक हेक्सागोनल सरणी देता है (नीचे दी गई छवि देखें) -

हीरे और ग्रेफाइट की कुछ भौतिक संरचना में भी अंतर है।
हीरा सबसे कठोर पदार्थ है, जबकि ग्रेफाइट चिकना और फिसलन वाला पदार्थ है।
ग्रेफाइट बिजली का सुचालक है जबकि हीरा नहीं है।
निम्नलिखित तालिका कार्बन और हाइड्रोजन के यौगिकों की संरचनाओं को दर्शाती है -

नाम	सूत्र	संरचना
मीथेन	सीएच ₄
एटैन	सी ₂ एच ₆
प्रोपेन	सी ₃ एच ₈
बुटान	सी ₄ एच ₁₀
पेंटेन	सी ₅ एच ₁₂
हेक्सेन	सी ₆ एच ₁₄

यौगिक, जिसमें समान आणविक सूत्र होते हैं, लेकिन विभिन्न संरचनाएं, के रूप में जानी जाती हैं structural isomers (नीचे दिए गए ब्यूटेन की संरचना देखें)।

संतृप्त हाइड्रोकार्बन के रूप में जाना जाता है alkanes।
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन, जिसमें एक या एक से अधिक दोहरे बॉन्ड शामिल होते हैं, के रूप में जाना जाता है alkenes।
असंतृप्त हाइड्रोकार्बन, जिसमें एक या अधिक ट्रिपल बॉन्ड होते हैं, के रूप में जाना जाता है alkynes।

अल्कोहल का ईंधन के रूप में उपयोग

गन्ने के पौधे बहुत ही कुशल सूर्य के प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करते हैं और इसके रस का उपयोग गुड़ तैयार करने के लिए किया जा सकता है।
जब गुड़ को किण्वित किया जाता है, तो यह शराब (इथेनॉल) पैदा करता है।
कुछ देश अब पेट्रोल में एक योजक के रूप में शराब का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह एक स्वच्छ ईंधन है।
पर्याप्त मात्रा में हवा (ऑक्सीजन) में जलने पर ये शराब केवल कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को जन्म देती है।

एस्टर

एस्टर मीठी-महक वाले पदार्थ हैं, जो आमतौर पर एक एसिड और अल्कोहल की प्रतिक्रिया से बनते हैं (नीचे दी गई छवि देखें - एस्टर के गठन को दर्शाते हुए)।

जब एस्टर एक एसिड या बेस की उपस्थिति में प्रतिक्रिया करता है, तो यह शराब और कार्बोक्जिलिक एसिड वापस देता है।
एक एसिड या आधार के साथ एस्टर की प्रतिक्रिया के रूप में जाना जाता है saponification क्योंकि इसका उपयोग साबुन बनाने में किया जाता है।
साबुन के अणु सामान्य रूप से लंबी श्रृंखला वाले कार्बोक्जिलिक एसिड के सोडियम या पोटेशियम लवण होते हैं।
दिलचस्प है, साबुन का आयनिक-अंत पानी में घुल जाता है जबकि कार्बन श्रृंखला तेल में घुल जाती है। साबुन के अणुओं की यह विशिष्ट विशेषताएं संरचनाओं के रूप में जानी जाती हैंmicelles (नीचे दी गई छवि देखें)

मिसेलस में, अणुओं का एक छोर तेल की छोटी बूंद की ओर होता है जबकि आयनिक-अंत बाहर रहता है।
साबुन मिसेल पानी में गंदगी को भंग करने में मदद करता है; इसी तरह कपड़े साफ हो जाते हैं।
दूसरी ओर, डिटर्जेंट आमतौर पर लंबी श्रृंखला कार्बोक्जिलिक एसिड के अमोनियम या सल्फोनेट लवण होते हैं, जो कठिन पानी में भी प्रभावी रहते हैं।
कपड़े की सफाई के लिए शैंपू और कुछ अन्य उत्पादों को बनाने के लिए डिटर्जेंट का उपयोग किया जाता है।