Насыщенные углеводороды
Насыщенные углеводороды — класс углеводородов, в молекулах которых атомы углерода соединены друг с другом и атомами водорода простыми связями (см. Органическая химия). Все валентности атомов углерода в них насыщены до предела атомами водорода, поэтому их называют еще предельными углеводородами, а также парафинами и чаще всего — алканами.
Простейший насыщенный углеводород — метан CH4. Метан и его гомологи — этан, пропан, бутан, а также изобутан при комнатной температуре являются газами (см. Гомология). Углеводороды с большей молекулярной массой — жидкости или твердые вещества.
Химические связи в молекулах насыщенных углеводородов обладают малой полярностью (см. Химическая связь). По этой причине соединения не взаимодействуют с полярными реагентами, но вступают в реакции, протекающие по радикальному механизму (см. Свободные радикалы). Так они хлорируются, бромируются, окисляются, нитруются азотной кислотой.
Насыщенные углеводороды поглощаются некоторыми простейшими организмами и под действием их ферментов превращаются в белки. Такой синтез белка очень эффективен и поэтому используется в микробиологической промышленности.
При нагревании в присутствии металлических и оксидных катализаторов насыщенные углеводороды образуют олефины, диены и даже ароматические соединения:
<addc>G</addc>
Высокотемпературное нагревание насыщенных углеводородов приводит к их распаду на насыщенные и ненасыщенные углеводороды с меньшей молекулярной массой, например:
CH3—CH2—CH2—CH3 →~450°C→ CH2=CH2 + CH3—CH3
Этот процесс, называемый крекингом, нашел широкое использование в нефтехимии, в частности для получения важнейших мономеров — этилена и пропилена.
Насыщенные углеводороды — важное сырье химической промышленности, а также топливо для двигателей внутреннего сгорания и других энергетических установок.
Основной источник насыщенных углеводородов — нефть и природный газ. В лабораториях их можно получить пиролизом солей карбоновых кислот в присутствии оснований, гидрированием (соединением с водородом) ненасыщенных углеводородов и другими способами:
