화학-탄소 및 그 화합물
소개
탄소는 모든 생명체에게 매우 중요한 역할을합니다.
지각의 탄 소량은 0.02 %에 불과하며 탄산염, 탄산수 소염, 석탄, 석유와 같은 광물 형태로 제공됩니다.
지구 대기 중 탄소의 존재는 이산화탄소 형태로 0.03 %입니다.
탄소 화합물
거의 모든 탄소 화합물 (몇몇 제외)은 전기 전도체가 좋지 않습니다.
다이아몬드와 흑연은 모두 탄소 원자에 의해 형성됩니다. 그러나 탄소 원자가 서로 결합하는 방식에 차이가 있습니다.
다이아몬드에서 탄소의 각 원자는 4 개의 다른 탄소 원자와 결합되어 단단한 3 차원 구조를 형성합니다 (아래 이미지 참조).
흑연에서 탄소의 각 원자는 동일한 평면에서 세 개의 다른 탄소 원자와 결합되어 육각형 배열을 제공합니다 (아래 이미지 참조).
다이아몬드와 흑연의 물리적 구조에도 차이가 있습니다.
다이아몬드는 알려진 가장 단단한 물질이지만 흑연은 매끄럽고 미끄러운 물질입니다.
흑연은 좋은 전기 전도체이지만 다이아몬드는 그렇지 않습니다.
다음 표는 탄소와 수소 화합물의 구조를 보여줍니다-
이름 | 공식 | 구조 |
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메탄 | CH 4 |
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에탄 | C 2 H 6 |
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프로판 | C 3 H 8 |
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부탄 | C 4 H 10 |
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펜탄 | C 5 H 12 |
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헥산 | C 6 H 14 |
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분자식은 동일하지만 구조가 다른 화합물은 다음과 같이 알려져 있습니다. structural isomers (아래에 주어진 구조 부탄 참조).
포화 탄화수소는 alkanes.
하나 이상의 이중 결합으로 구성된 불포화 탄화수소는 다음과 같이 알려져 있습니다. alkenes.
하나 이상의 삼중 결합으로 구성된 불포화 탄화수소는 다음과 같이 알려져 있습니다. alkynes.
알코올을 연료로 사용
사탕 수수 식물은 햇빛을 화학적 에너지로 매우 효율적으로 변환하고 그 주스를 사용하여 당밀을 만들 수 있습니다.
당밀이 발효되면 알코올 (에탄올)이 생성됩니다.
현재 일부 국가에서는 알코올이 더 깨끗한 연료이기 때문에 가솔린의 첨가제로 사용하고 있습니다.
이 알코올은 충분한 공기 (산소)에서 타면서 이산화탄소와 물만 발생시킵니다.
에스테르
에스테르는 단 냄새가 나는 물질로, 가장 일반적으로 산과 알코올의 반응에 의해 형성됩니다 (에스테르의 형성을 보여주는 아래 이미지 참조).
에스테르가 산이나 염기의 존재하에 반응하면 알코올과 카르 복실 산을 되돌려줍니다.
에스테르와 산 또는 염기의 반응은 다음과 같이 알려져 있습니다. saponification 비누 준비에 사용되기 때문입니다.
비누 분자는 일반적으로 장쇄 카르 복실 산의 나트륨 또는 칼륨 염입니다.
흥미롭게도 비누의 이온 말단은 물에 용해되는 반면 탄소 사슬은 기름에 용해됩니다. 비누 분자의 이러한 전형적인 특징은 다음과 같은 구조를 형성합니다.micelles (아래 주어진 이미지 참조)
미셀에서 분자의 한쪽 끝은 기름 방울을 향하는 반면 이온 끝은 외부에 남아 있습니다.
비누 미셀은 먼지를 물에 녹이는 데 도움이됩니다. 마찬가지로 옷도 청소됩니다.
반면에 세제는 일반적으로 긴 사슬 카르 복실 산의 암모늄 또는 설포 네이트 염으로 경수에서도 효과가 있습니다.
세제는 일반적으로 샴푸 및 의류 청소용 기타 제품을 만드는 데 사용됩니다.