Lühikokkuvõte
Süsinikku leidub vähemal või rohkemal määral kõikjal universumis, Maal leidub seda maakoores, atmosfääris, elus- ja eluta looduses. Süsinikuühenditel põhineb orgaaniline keemia ja ka eluslooduse keemia. Süsinik esineb looduses ka mitme lihtainena, tuntumad neist on grafiit ja teemant. Olulisemad süsiniku oksiidid on süsinikdioksiid ehk süsihappegaas (CO2) ja süsinikoksiid ehk vingugaas (CO).
Süsinikuühendite ehitust kirjeldavad molekulimudelid. Molekulimudelid kirjeldavad küll hästi molekuli kuju ja struktuuri, ent neid ei ole mugav lugeda ega paberile kirjutada. Seetõttu kasutatakse molekulide struktuurivalemeid. Kõige lihtsam on molekulide koostist kirjeldada aga molekulivalemiga. Molekulivalem on omamoodi summaarne valem, mis saadakse struktuurivalemis leiduvate aatomite kokkulugemisel.
Süsinikuühendid koosnevad peamiselt süsiniku, hapniku ja vesiniku aatomitest. Süsiniku aatomil on ühendites neli kovalentset sidet, seega on süsinikul ühendites neli esinemisvormi. Hapniku aatom moodustab kaks kovalentset sidet ja hapnikul on ühendites kaks esinemisvormi. Vesiniku aatom saab moodustada ühe kovalentse sideme. Süsinikuühendite struktuurivalemite koostamiseks tuleb aatomid sobitada omavahel kokku nii, et kõigi aatomite puhul on arvestatud vajalikku sidemete arvu ja aatomite esinemisvorme.
Süsiniku aatomi esinemisvormid
Hapniku aatomi esinemisvormid
Süsivesinikud on süsinikuühendid, mis koosnevad ainult süsiniku ja vesiniku aatomitest. Süsivesinikke, milles esinevad ainult üksiksidemed, nimetatakse alkaanideks. Süsivesinikud võivad sisaldada ka kaksik- ja kolmiksidet. Siis nimetatakse neid vastavalt alkeenideks ja alküünideks. Süsinikahelad võivad olla lineaarsed, hargnenud või tsüklilised. Lühikesed süsinikahelad võivad liituda ja moodustada väga pika korduvatest lülidest koosneva polümeeri.
Süsivesinike peamiseks looduslikuks allikaks on fossiilsed kütused, näiteks maagaas ja nafta. Kasutatakse väga paljusid naftasaadusi, mida saadakse nafta töötlemise tulemusena.
Süsivesinike üheks tähtsaimaks keemiliseks omaduseks on nende võime põleda. Süsivesinike täieliku põlemise käigus tekivad süsinikdioksiid ja vesi ning eraldub energia soojuse ja valgusena.
Süsivesinike täielik põlemine
Süsivesinik + O2 → CO2 + H2O
Süsinikuühendeid nagu ka kõiki teisi aineid ja materjale saab liigitada hüdrofiilseteks ja hüdrofoobseteks sõltuvalt sellest, milline on nende ainete osakeste vastasmõju veega. Ained, mis seostuvad vee molekulidega tugevalt, on hüdrofiilsed ehk veesõbralikud ning need märguvad, punduvad või lahustuvad vees. Ained, mis seostuvad vee molekulidega nõrgalt, on hüdrofoobsed ehk vetthülgavad.
Peale süsivesinike on ka palju teisi süsinikuühendite aineklasse, näiteks alkoholid ja karboksüülhapped. Alkohole võib vaadelda kui süsivesinikest tuletatud aineid, milles vesiniku aatom(id) on asendatud hüdroksüülrühma(de)ga (-OH). Karboksüülhapped on aga sellised süsinikuühendid, mis sisaldavad ühte või mitut karboksüülrühma (-COOH).
Alkoholide üldvalem
R-OH
Karboksüülhapete üldvalem
Mõisted
- Orgaaniline keemia on teadusharu, mis uurib orgaanilisi aineid ehk süsinikku sisaldavaid aineid (välja arvatud mõned süsinikuühendid ja süsiniku lihtained).
- Allotroobid on ühe ja sama keemilise elemendi erinevad lihtained.
- Molekulimudel on molekuli kolmemõõtmeline mudel, mis kirjeldab aatomite paiknemist molekulis.
- Klassikaline struktuurivalem on kahemõõtmeline üleskirjutus, mis näitab, kuidas aatomid on molekulis omavahel seotud ja millised keemilised sidemed neid ühendavad.
- Molekulivalem on üleskirjutus, mis näitab, millistest keemilise elemendi aatomitest molekul koosneb (elementide tähised) ja mitu iga elemendi aatomit molekulis on (indeksid).
- Süsivesinikud on süsinikuühendid, mis koosnevad ainult süsiniku ja vesiniku aatomitest.
- Polümeerid on ained, mille suured molekulid koosnevad omavahel seotud korduvatest lülidest ehk monomeerühikutest.
- Põlemine on keemiline reaktsioon, mille käigus ained reageerivad hapnikuga ja eraldub suures koguses energiat soojuse ja valgusena.
- Hüdrofiilne aine on aine, mille osakesed seostuvad vee molekulidega tugevalt. Hüdrofiilsed ained võivad märguda, punduda või lahustuda.
- Hüdrofoobne aine on aine, mille osakesed seostuvad vee molekulidega nõrgalt.
- Märgumine on veetilga laialivalgumine tahkel lahustumatul pinnal.
- Pundumine on nähtus, mille korral materjal imab endasse vett, mistõttu suureneb selle mass ja ruumala.
- Alkoholid on süsinikuühendid, milles süsiniku aatom(id) on seotud hüdroksüülrühma(de)ga (-OH).
- Karboksüülhapped on süsinikuühendid, mis sisaldavad ühte või mitut karboksüülrühma (-COOH).
Kordamisküsimused
- Kirjelda süsiniku aatomi ehitust ja paiknemist perioodilisustabelis.
- Kirjelda süsiniku levikut looduses.
- Mis on allotroobid? Nimeta süsiniku allotroope.
- Võrdle teemandi ja grafiidi välimust, omadusi, ehitust ja kasutusalasid.
- Kuidas tekivad kaks tuntumat süsiniku oksiidi CO ja CO2?
- Mille poolest sarnanevad ja mille poolest erinevad süsiniku oksiidid CO ja CO2?
- Miks kasutatakse molekuli ehituse kirjeldamiseks molekulimudelit?
- Millist infot annavad molekuli koostise ja ehituse kohta struktuurivalem ja molekulivalem?
- Kirjelda süsiniku, hapniku ja vesiniku aatomi esinemisvorme ühendites.
- Kas süsiniku aatom võib moodustada kaks kolmiksidet? Miks?
- Kirjelda süsivesinike lineaarseid, hargnenud ja tsüklilisi ahelaid.
- Milliseid ühendeid nimetatakse polümeerideks?
- Seleta, millest on tingitud süsinikuühendite paljusus ja mitmekesisus.
- Mis on maagaas? Too näiteid selle kasutuse kohta.
- Mis on nafta? Kuidas seda töödeldakse?
- Nimeta tähtsamaid naftasaadusi ja too näiteid nende kasutamisvõimaluste kohta.
- Mis on süsivesinike täieliku põlemise lõppsaadusteks?
- Mille alusel jaotatakse materjale hüdrofiilseteks ja hüdrofoobseteks?
- Nimeta tuntumaid alkohole ja nende kasutusvaldkondi.
- Millist mõju avaldab etanool organismile? Milliseid probleeme põhjustab alkohoolsete jookide tarvitamine?
- Kirjelda karboksüülhapete keemilisi omadusi etaanhappe näitel.
- Nimeta tähtsamaid karboksüülhappeid ja nende kasutusvaldkondi.
