المحتويات
- الهيدروكربونات الحلقية
- أنواع الهيدروكربونات الحلقية
- تركيب الهيدروكربونات الحلقية
- الهيدروكربونات الحلقية الأليفاتية
- الهيدروكربونات الحلقية العطرية
- مركبات الهيدروكربونات الحلقية
- كيفية العثور على الهيدروكربونات الحلقية
- استخدامات الهيدروكربونات الحلقية
- خصائص الهيدروكربونات الحلقية
- فئات الهيدروكربونات الحلقية
- اضرار الهيدروكربونات الحلقية
- التفاعل مع الهيدروكربونات
- المراجع
الهيدروكربونات الحلقية هي أحد أشهر مركبات الكيمياء العضوية، وتعد من المركبات التي تحيط بنا فمن الممكن أن تجدها في اللحم المشوي، والذي يحتوي على مركبات كيميائية ومنها الهيدروكربونات التي تتكون من مركبات متنوعة مثلا جزيئات الكربون والهيدروجين التي تشترك معا للعمل على تكوينها وهي من ضمن مجموعات الجدول الدوري.
الهيدروكربونات الحلقية
الهيدروكربونات الحلقية هي جزيئات عضوية تتكون بالكامل من الكربون والهيدروجين، مثل البروبان (C3H8) في شواية الغاز، أو البيوتان (C4H10) في الولاعة.تستطيع العديد من الروابط التساهمية بين الذرات في الهيدروكربونات أن تخزن كمية كبيرة من الطاقة، والتي يتم تحريرها عندما يتم الحرق الكامل لهذه الجزيئات[1].
أنواع الهيدروكربونات الحلقية
الهيدروكربونات الأليفاتيةهي أحد أنواع الهيدروكربونات الحلقية، التي تتكون من سلاسل خطية من ذرات الكربون.الهيدروكربونات الأروماتيةهي نوع آخر من الهيدروكربونات الحلقية، والتي تسمى بالمركبات العطرية، التي تتكون من حلقات مغلقة من ذرات الكربون.
تركيب الهيدروكربونات الحلقية
تتكون هياكل الهيدروكربونات الحلقية من حلقة مغلقة متصلة مع بعضها البعض بروابط تساهمية فردية، وأحيانا تجود روابط مزدوجة، والتي يمكن رؤيتها من خلال مقارنة هيكل الهكسان الحلقي بالبنزين.حلقة البنزين موجود في العديد من الجزيئات البيولوجية بما في ذلك بعض الأحماض الأمينية ومعظم المنشطات، والتي تضم الكوليسترول والهرمونات مثل الأستروجين والتستوستيرون.بعض الهيدروكربونات لها أجزاء أليفاتية وعطرية على حد سواء مثل مركب بيتا كاروتين، هو مثال على هذا النوع من المركبات الهيدروكربونات.[1]
الهيدروكربونات الحلقية الأليفاتية
وهي مركبات تتكون من كربون وهيدروجين، مرتبطة معا بروابط تساهمية فردية، وبالتالي هي من المركبات المشبعة، منها ما يليالألكانات
الهيدروكربونات الحلقية العطرية
هي مركبات عضوية لها شكل حلقي، تحتوي على ثلاث ذرات كربون أو أكثر متصلة معا بروابط سيجما جنبا إلى جنب بواسطة الإلكترونات، ويشار إليها أيضا باسم الهيدروكربونات أرين أو أريل.ويشار عادة إلى الهيدروكربونات الحلقية العطرية التي لا تحتوي على حلقة بنزين باسم heteroarenes، التي تتبع قاعدة هاكيل (العدد الإجمالي للإلكترونات pi في حلقة أحادية 4n + 2 حيث n هو أي عدد صحيح موجب.في هذه الأنواع من المركبات، يتم استبدال ذرة كربون واحد على الأقل إما بذرة نيتروجين، أو الأكسجين، أو الكبريت.وتشمل الأمثلة الشائعة من المركب heteroarenes
مركبات الهيدروكربونات الحلقية
بعض الأمثلة على مركبات الهيدروكربونات الحلقية
كيفية العثور على الهيدروكربونات الحلقية
تقريبا جميع الهيدروكربونات تتواجد بشكل طبيعي على الأرض، مثل النفط الخام والغاز الطبيعي، حيث أن النفط الخام مصنوع من المواد العضوية المتحللة، فهي متاحة في ذرات الهيدروجين والكربون.[2]كما أنها موجودة في الأشجار والنباتات المختلفة، حيث يتم تشكيل مادة الصباغ الطبيعي يسمى كاروتين، التي يمكن العثور عليها في الأوراق الخضراء، وأغلب المطاط الخام الطبيعي 98% مصنوعة من البوليمر الهيدروكربوني.
استخدامات الهيدروكربونات الحلقية
لا توجد مبالغة حول أهمية الهيدروكربونات الحلقية حتى أنها كانت تسمى “القوة الدافعة للحضارة الغربية” ومن أهم الاستخدام للهيدروكربونات الحلقية هو استخدامها كوقود، وهذه بعض من أنواع الوقود الهيدروكربونية المستخدمة
خصائص الهيدروكربونات الحلقية
حجم الجزيئات الهيدروكربونية الحلقية يؤثر على خصائصها، بما في ذلك ذوبانها ونقط الغليان، ونتيجة لذلك، فإن بعض الهيدروكربونات غازات في درجة حرارة الغرفة، في حين أن بعضها الآخر عبارة عن سوائل أو مواد صلبة.الهيدروكربونات غير قطبية، مما يعني أن جزيئاتها لم لا تحمل شحنات، ولذلك، فإنها لا تذوب في الماء، لأنه مركب قطبي، ويجب أن تحتوي على ذرات الصوديوم لكي تستطيع أن ترتبط مع جزئ الماء وتذوب فيه، هذا هو السبب في أنها تستخدم في صناعة الشموع والمنتجات المماثلة.[5]
فئات الهيدروكربونات الحلقية
يتم تصنيف الهيدروكربونات في فئتين مختلفتين:
اضرار الهيدروكربونات الحلقية
لا تشكل الهيدروكربونات لوحدها أي خطر ومع ذلك، عندما تتعرض لأشعة الشمس أو أكاسيد النيتروجين، فإنها تخضع لتفاعل كيميائي، والتي قد تسبب الكثير من الأثار الضارة ومنها ما يليالتلوث البيئيومن المعروف جيدا أن الانبعاثات والتلوث الناجمين عن البشر بسبب التطور الصناعي يشكل خطر كبير على البيئة والكائنات الحية.وتشكل الهيدروكربونات جزءا كبيرا من هذه المركبات الضار، حيث أنها تعتبر العنصر الأساسي للنفط الخام والغازات الطبيعية ومعظم المبيدات الحشرية.الاحتباس الحراريوتسهم جميع هذه المواد في تكوين ظاهرة الاحتباس الحراري، وفي التأثير بشكل سلبي على طبقة الأوزون. كما أنها تقلل من قدرة التمثيل الضوئي للنباتات.وتزيد من معدلات الإصابة بالسرطان بين البشر والحيوانات، وتزيد من خطر الإصابة بأمراض الجهاز التنفسي.انسكاب النفطوأكثر الهيدروكربونات خطورة هو انسكاب النفط، فهو يدمر الحياة النباتية البحرية، وتقتل وتعرض للخطر مئات الآلاف من الكائنات الحية، إن لم يكن الملايين، من الحيوانات كل عام.[2]
التفاعل مع الهيدروكربونات
بما أن الهيدروكربونات هي واحدة من أكثر المركبات المستخدمة في العمليات الصناعية وحرق الوقود، هناك عدة طرق لتدميرها أو تخفيفها، منهاالترشيح الحيوي ؛الأول سيكون من خلال الترشيح الحيوي، حيث التصفية البيولوجية، وهي عملية استخدام الأكسدة البيولوجية الطبيعية لتدمير وإزالة المركبات العضوية المتطايرة والروائح والهيدروكربونات بواسطة الكائنات الحية الدقيقة.أكثر الاستخدامات شيوعاً لطريقة التصفية والترشيح الحيوي والمحددات البيولوجية في