ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว (พาราฟิน) เป็นไฮโดรคาร์บอนอะลิฟาติกอิ่มตัวซึ่งมีพันธะแบบง่าย (เดี่ยว) อยู่ระหว่างอะตอมของคาร์บอน
วาเลนซ์อื่น ๆ ทั้งหมดอิ่มตัวด้วยอะตอมของไฮโดรเจน
ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่อิ่มตัวมีอยู่ทั่วไปสูตร CpN2p + 2 ภายใต้สภาวะปกติตัวแทนของคลาสนี้แสดงปฏิกิริยาที่อ่อนแอดังนั้นจึงเรียกว่า "พาราฟิน" ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวเริ่มต้นด้วยมีเธนซึ่งมีสูตรโมเลกุล CH4
สารอินทรีย์นี้ไม่มีกลิ่นและสีก๊าซเบากว่าอากาศเกือบสองเท่า ตามธรรมชาติแล้วจะเกิดขึ้นระหว่างการย่อยสลายของสิ่งมีชีวิตของสัตว์และพืช แต่ในกรณีที่ไม่มีอากาศเข้า พบได้ในเหมืองถ่านหินในแหล่งน้ำแอ่งน้ำ ก๊าซมีเทนเป็นส่วนหนึ่งของก๊าซธรรมชาติในปริมาณเล็กน้อยซึ่งปัจจุบันใช้เป็นเชื้อเพลิงในการผลิตและในชีวิตประจำวัน
ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวซึ่งอยู่ในคลาสของอัลเคนมีพันธะโควาเลนต์ โครงสร้าง tetrahedral อธิบายได้จาก sp3 hybridization ของคาร์บอนอะตอมมุมพันธะคือ 109 ° 28 "
ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวสามารถตั้งชื่อโดยระบบการตั้งชื่อ มีขั้นตอนบางอย่างที่ต้องคำนึงถึงกิ่งก้านทั้งหมดที่มีอยู่ในโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว ขั้นแรกคุณต้องระบุห่วงโซ่คาร์บอนที่ยาวที่สุดจากนั้นทำการนับจำนวนอะตอมของคาร์บอน สำหรับสิ่งนี้ส่วนของโมเลกุลจะถูกเลือกซึ่งมีการแตกแขนงสูงสุด (อนุมูลมากขึ้น) หากมีอนุมูลที่เหมือนกันหลายตัวในแอลเคนการระบุคำนำหน้าจะระบุไว้ที่ชื่อ: di-, tri-, tetra ตัวเลขใช้เพื่อชี้แจงตำแหน่งของสิ่งมีชีวิตที่ใช้งานอยู่ในโมเลกุลของไฮโดรคาร์บอน ขั้นตอนสุดท้ายในชื่อของพาราฟินคือการบ่งชี้ของโซ่คาร์บอนในขณะที่ส่วนต่อท้ายจะถูกเพิ่มเข้าไป
ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีมวลรวมแตกต่างกันเงื่อนไข. ตัวแทนสี่คนแรกของเครื่องบันทึกเงินสดนี้คือสารประกอบที่เป็นก๊าซ (จากมีเทนถึงบิวเทน) เมื่อน้ำหนักโมเลกุลสัมพัทธ์เพิ่มขึ้นจะมีการเปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวและจากนั้นเป็นสถานะของแข็งของการรวมตัว
ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวและไม่อิ่มตัวไม่ละลายในน้ำ แต่สามารถละลายได้ในโมเลกุลของตัวทำละลายอินทรีย์
ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีไอโซเมอริซึมประเภทใด ตัวอย่างโครงสร้างของตัวแทนของคลาสนี้เริ่มต้นด้วยบิวเทนบ่งบอกถึงการมี isomerism ของโครงกระดูกคาร์บอน
โซ่คาร์บอนเกิดจากโควาเลนต์พันธะขั้วมีลักษณะซิกแซก นี่คือสาเหตุของการเปลี่ยนแปลงของห่วงโซ่หลักในอวกาศนั่นคือการมีอยู่ของไอโซเมอร์โครงสร้าง ตัวอย่างเช่นเมื่อการจัดเรียงของอะตอมในโมเลกุลบิวเทนเปลี่ยนแปลงไปจะเกิดไอโซเมอร์คือ 2methylpropane
พิจารณาคุณสมบัติทางเคมีพื้นฐานไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว สำหรับตัวแทนของไฮโดรคาร์บอนระดับนี้ปฏิกิริยาการบวกจะไม่มีลักษณะเนื่องจากพันธะทั้งหมดในโมเลกุลเป็นแบบเดี่ยว (อิ่มตัว) แอลเคนเข้าสู่ปฏิสัมพันธ์ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนอะตอมของไฮโดรเจนด้วยฮาโลเจน (ฮาโลเจน) กลุ่มไนโตร (ไนเตรต) หากสูตรของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวมีรูปแบบ CnH2n + 2 หลังจากการเปลี่ยนสารขององค์ประกอบ CnH2n + 1CL และ CnH2n + 1NO2 จะเกิดขึ้น
กระบวนการทดแทนมีอนุมูลอิสระกลไก. ขั้นแรกให้เกิดอนุภาคที่ใช้งานอยู่ (อนุมูล) จากนั้นจะสังเกตเห็นการก่อตัวของสารอินทรีย์ใหม่ อัลเคนทั้งหมดเข้าสู่ปฏิกิริยากับตัวแทนของกลุ่มที่ 7 (กลุ่มย่อยหลัก) ของตารางธาตุ แต่กระบวนการนี้ดำเนินการที่อุณหภูมิสูงขึ้นหรือต่อหน้าควอนตัมของแสงเท่านั้น
นอกจากนี้สำหรับตัวแทนทั้งหมดของชุดก๊าซมีเทนปฏิสัมพันธ์กับออกซิเจนในบรรยากาศเป็นลักษณะเฉพาะ ในระหว่างการเผาไหม้คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำทำหน้าที่เป็นผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยา ปฏิกิริยาจะมาพร้อมกับการก่อตัวของความร้อนจำนวนมาก
เมื่อมีเทนทำปฏิกิริยากับออกซิเจนในชั้นบรรยากาศระเบิดได้ ผลกระทบที่คล้ายกันเป็นเรื่องปกติสำหรับตัวแทนอื่น ๆ ของกลุ่มไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว นั่นคือเหตุผลที่ส่วนผสมของบิวเทนกับโพรเพนอีเทนมีเทนจึงเป็นอันตราย ตัวอย่างเช่นการสะสมดังกล่าวเป็นเรื่องปกติสำหรับเหมืองถ่านหินและโรงงานอุตสาหกรรม ถ้าไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวได้รับความร้อนมากกว่า 1,000 ° C จะเกิดการสลายตัว อุณหภูมิที่สูงขึ้นนำไปสู่การผลิตไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวเช่นเดียวกับการก่อตัวของก๊าซไฮโดรเจน กระบวนการดีไฮโดรจีเนชันมีความสำคัญทางอุตสาหกรรมทำให้คุณได้รับสารอินทรีย์หลายชนิด
สำหรับไฮโดรคาร์บอนของชุดมีเธนที่เริ่มต้นด้วยบิวเทนจะมีลักษณะการไอโซเมอไรเซชัน สาระสำคัญอยู่ที่การเปลี่ยนโครงกระดูกคาร์บอนการได้รับไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่มีลักษณะแตกแขนง
ก๊าซมีเทนถูกใช้เป็นก๊าซธรรมชาติประเภทของเชื้อเพลิง อนุพันธ์ของคลอรีนของมีเทนมีความสำคัญในทางปฏิบัติอย่างมาก ตัวอย่างเช่นคลอโรฟอร์ม (ไตรคลอโรมีเทน) และไอโอโดฟอร์ม (ไตรโอโดมีเทน) ใช้ในทางการแพทย์และคาร์บอนเตตระคลอไรด์ในระหว่างการระเหยจะหยุดการเข้าถึงออกซิเจนในอากาศดังนั้นจึงใช้ในการดับไฟ
เนื่องจากค่าความร้อนของไฮโดรคาร์บอนมีมูลค่าสูงจึงใช้เป็นเชื้อเพลิงไม่เพียง แต่ในการผลิตในภาคอุตสาหกรรมเท่านั้น แต่ยังใช้เพื่อวัตถุประสงค์ในประเทศด้วย
ส่วนผสมของโพรเพนและบิวเทนที่เรียกว่า "ก๊าซเหลว" มีความเกี่ยวข้องโดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่ที่ไม่สามารถใช้ก๊าซธรรมชาติได้
ตัวแทนของไฮโดรคาร์บอนในของเหลวสภาพเป็นวัตถุไวไฟสำหรับเครื่องยนต์สันดาปภายในในรถยนต์ (เบนซิน) นอกจากนี้ก๊าซมีเทนยังเป็นวัตถุดิบสำหรับอุตสาหกรรมเคมีต่างๆ
ตัวอย่างเช่นปฏิกิริยาของการสลายตัวและการเผาไหม้ของก๊าซมีเทนใช้สำหรับการผลิตเขม่าในระดับอุตสาหกรรมซึ่งจำเป็นสำหรับการผลิตหมึกพิมพ์รวมถึงการสังเคราะห์ผลิตภัณฑ์ยางต่างๆจากยางพารา
เมื่อต้องการทำสิ่งนี้ร่วมกับมีเทนเช่นปริมาตรอากาศเพื่อให้เกิดการเผาไหม้บางส่วนของไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นก๊าซมีเทนบางส่วนจะสลายตัวกลายเป็นเขม่าที่ฟุ้งกระจายอย่างประณีต
มีเทนเป็นแหล่งผลิตไฮโดรเจนหลักในอุตสาหกรรมซึ่งใช้ในการสังเคราะห์แอมโมเนีย ในการดำเนินการดีไฮโดรจีเนชันนั้นมีเทนผสมกับไอน้ำ
กระบวนการนี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิประมาณ 400 ° Cความดันของลำดับ 2-3 MPa ใช้ตัวเร่งปฏิกิริยาอลูมิเนียมและนิกเกิล ในการสังเคราะห์บางชนิดจะใช้ส่วนผสมของก๊าซซึ่งเกิดขึ้นในกระบวนการนี้ หากการเปลี่ยนแปลงในภายหลังเกี่ยวข้องกับการใช้ไฮโดรเจนบริสุทธิ์การเร่งปฏิกิริยาออกซิเดชันของคาร์บอนมอนอกไซด์กับไอน้ำจะเกิดขึ้น
คลอรีนให้ส่วนผสมของอนุพันธ์ของคลอรีนก๊าซมีเทนที่ใช้ในอุตสาหกรรมกว้าง ตัวอย่างเช่นคลอโรมีเทนสามารถดูดซับความร้อนได้ดังนั้นจึงใช้เป็นสารทำความเย็นในโรงงานทำความเย็นสมัยใหม่
ไดคลอโรมีเทนเป็นตัวทำละลายที่ดีสำหรับสารอินทรีย์และใช้ในการสังเคราะห์ทางเคมี
ไฮโดรเจนคลอไรด์เกิดขึ้นในกระบวนการฮาโลเจนที่รุนแรงหลังจากละลายในน้ำแล้วจะกลายเป็นกรดไฮโดรคลอริก ในปัจจุบันยังได้รับอะเซทิลีนจากมีเทนซึ่งเป็นวัตถุดิบทางเคมีที่มีค่า
ตัวแทนของซีรี่ส์ homologous ของมีเทนมีอยู่อย่างกว้างขวางมีอยู่ทั่วไปในธรรมชาติซึ่งทำให้สารเหล่านี้เป็นที่ต้องการในหลายสาขาของอุตสาหกรรมสมัยใหม่ จากความคล้ายคลึงกันของมีเธนสามารถได้รับไฮโดรคาร์บอนแบบแยกส่วนซึ่งจำเป็นสำหรับการสังเคราะห์สารอินทรีย์ประเภทต่างๆ ตัวแทนสูงสุดของคลาสแอลเคนคือวัตถุดิบในการผลิตผงซักฟอกสังเคราะห์
นอกเหนือจากพาราฟินแอลเคนดอกเบี้ยในทางปฏิบัติยังเป็นตัวแทนของไซโคลแอลเคนที่เรียกว่าไซโคลพาราฟิน โมเลกุลของพวกเขายังมีพันธะที่เรียบง่าย แต่ความไม่ชอบมาพากลของตัวแทนของคลาสนี้คือการมีโครงสร้างแบบวัฏจักร ทั้งอัลเคนและไซโคลอาเคนถูกใช้ในปริมาณมากเป็นเชื้อเพลิงก๊าซเนื่องจากกระบวนการนี้มาพร้อมกับการปล่อยความร้อนจำนวนมาก (ผลคายความร้อน) ปัจจุบันแอลเคนและไซโคลแอลเคนถือเป็นวัตถุดิบทางเคมีที่มีค่าที่สุดดังนั้นการใช้งานจริงจึงไม่ จำกัด เฉพาะปฏิกิริยาการเผาไหม้ทั่วไป
