有機(jī)物主要都有哪些?
作者:化工綜合網(wǎng)發(fā)布時間:2022-03-13分類:有機(jī)原料瀏覽:96
有機(jī)物主要都有碳、氫兩種元素。
多數(shù)有機(jī)化合物主要含有碳、氫兩種元素,此外也常含有氧、氮、硫、鹵素、磷等。部分有機(jī)物來自植物界,但絕大多數(shù)是以石油、天然氣、煤等作為原料,通過人工合成的方法制得。
有機(jī)物是生命產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ),所有的生命體都含有機(jī)化合物,如脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、血紅素、葉綠素、酶、激素等。生物體內(nèi)的新陳代謝和生物的遺傳現(xiàn)象,都涉及到有機(jī)化合物的轉(zhuǎn)變。此外,許多與人類生活有密切相關(guān)的物質(zhì),如石油、天然氣、棉花、染料、化纖、塑料、有機(jī)玻璃、天然和合成藥物等,均與有機(jī)化合物有著密切聯(lián)系。
有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)
有機(jī)化合物除少數(shù)以外,一般都能燃燒。和無機(jī)物相比,它們的熱穩(wěn)定性比較差,電解質(zhì)受熱容易分解。有機(jī)物的熔點較低,一般不超過400℃。有機(jī)物的極性很弱,因此大多不溶于水。
有機(jī)物之間的反應(yīng),大多是分子間的反應(yīng),往往需要一定的活化能,因此反應(yīng)緩慢,往往需要加入催化劑等方法。而且有機(jī)物的反應(yīng)比較復(fù)雜,在同樣條件下,一個化合物往往可以同時進(jìn)行幾個不同的反應(yīng),生成不同的產(chǎn)物。
石油是由什么組成的?
經(jīng)過分析,石油主要是由碳和氫構(gòu)成。其中碳占84%~87%左右,氫占12%~14%左右。余下的百分之一是極微量的硫、氧、氮等元素。碳和氫可以形成多種化合物,按它們的原子數(shù)從少到多排列,有甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十二烷等等。石油就是由這些化合物組成的。組成石油的化合物復(fù)雜,它們含有相對分子質(zhì)量從幾十到幾千的各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。除烴類之外,石油中還含有數(shù)量不等的非烴類化合物,主要是含硫、含氮、含氧的化合物以及一些膠狀瀝青質(zhì)。石油的大部分是液態(tài)烴,同時在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴。石油的成油機(jī)理有生物沉積變油和石化油兩種學(xué)說。前者較廣為接受,認(rèn)為石油是古代海洋或湖泊中的生物經(jīng)過漫長的演化形成,屬于生物沉積變油,不可再生。后者認(rèn)為石油是由地殼內(nèi)本身的碳生成,與生物無關(guān),可再生。石油主要被用來作為燃油和汽油,也是許多化學(xué)工業(yè)產(chǎn)品,如溶液、化肥、殺蟲劑和塑料等的原料。石油的性質(zhì)因產(chǎn)地而異,密度為0.8-1.0g/cm3,粘度范圍很寬,凝固點差別很大(30℃~-60℃),沸點范圍為常溫到500攝氏度以上,可溶于多種有機(jī)溶劑,不溶于水,但可與水形成乳狀液。不過不同油田的石油成分和外貌可以區(qū)分很大。石油主要被用作燃油和汽油,燃料油和汽油在2012年組成世界上最重要的二次能源之一。
在日常生活中,我們常用“化石燃料”來稱呼石油、煤炭、天然氣等經(jīng)過千百萬年才形成的,埋藏在地層中的能源。在煤層中,人們早已發(fā)現(xiàn)了樹木的性狀和由樹木的脂類物質(zhì)形成的琥珀等直接證據(jù),表明煤炭確是由死去的植物變成的;對于天然氣,石油地質(zhì)工作者們也已證明,它們可以由石油、甲烷細(xì)菌的生物化學(xué)作用、煤炭的分解作用而形成,還可以從地下深處的巖漿中釋放出來富含甲烷的“無機(jī)成因天然氣”。石油是由古代生物(包括動物與植物,尤以浮游生物為主)生成的,既有機(jī)成因,這一點也被大多數(shù)學(xué)者認(rèn)同。然而,隨著全球范圍內(nèi)石油勘探難度的增加和人們對油田的認(rèn)識加深,越來越多的現(xiàn)象用“石油有機(jī)成因”的理論無法解釋,長期失寵的無機(jī)成油理論又重新受到世界石油地質(zhì)家的普遍重視?! ∨c傳統(tǒng)石油有機(jī)成因理論相悖的現(xiàn)象 近年來,傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論和長期從事油氣勘探的專家學(xué)者們遇到的許多問題,難以用傳統(tǒng)的石油“有機(jī)成因理論”圓滿地解釋: 一、一些地區(qū)為什么找到了大約15億年前形成的石油?而按照傳統(tǒng)的石油地質(zhì)與生物學(xué)理論,當(dāng)時的生物量似乎并不足以形成石油。為什么在不含生物的地層中也能找到石油?比如加拿大阿爾伯塔省的阿塔巴斯河區(qū)和美國堪薩斯的克拉富特―――普魯斯油田,都是在沒有富含生物的沉積巖層?! 《槭裁丛S多大型油氣田都分布在地殼的大型線狀斷裂帶上? 它們的分布顯然受地球板塊的邊界控制,比如美國在洛杉磯的逆掩斷裂帶上就發(fā)現(xiàn)了19個油田。為什么一些油氣田都與大山脈相鄰――那里大多是板塊或者地塊的結(jié)合帶。我國新疆克拉瑪依油田在著名的“克――烏大斷裂帶”附近就找到了十余個油氣田,而離開這條斷裂帶就很難發(fā)現(xiàn)油氣田?! ∪?、為什么世界上的大型、超大型油氣田大多集中分布?比如中東地區(qū),這僅僅用“那里的海相地層可以更多地富集有機(jī)質(zhì)”的觀點解釋恐怕難以令人信服?! ∷摹槭裁创笮陀蜌馓锏姆植紖^(qū)內(nèi),往往地?zé)嶂刀驾^高?而且大油田的地層深部大多存在著一個地幔柱―那是油藏與地下深處相通的證據(jù)?! ∥濉槭裁词澜缟显S多油田的汞含量都很高?其含量高于大氣中含量的幾十到幾百倍。為什么一些油氣區(qū)中的的氦含量也高得驚人(比如我國四川南部天然氣田中的氦的比例相當(dāng)高,經(jīng)過提純后可以生產(chǎn)工業(yè)性氦)?為什么在世界許多大型鉛鋅礦中都發(fā)現(xiàn)了大量碳質(zhì)瀝青?而鉛鋅礦富集的主要原因就是地殼深部的熱液上涌。 六、1973年遼寧省大地震后,遼河油田的石油勘探形勢突然好轉(zhuǎn),1986年產(chǎn)量突破1000萬噸,一躍成為繼大慶、勝利油田之后我國第三大油田。而且,遼河盆地內(nèi)平均每平方公里年產(chǎn)原油近一萬噸;山東勝利油田的面積僅為3000平方公里,但采出的原油已達(dá)3000萬噸;玉門老君廟油田經(jīng)過60年的開采以后,已經(jīng)采出了幾倍于原來探明的地質(zhì)儲量,這些都是用常規(guī)的石油地質(zhì)理論難以解釋的?! ∑摺鹘y(tǒng)的石油地質(zhì)理論認(rèn)為,石油的生成至少需要數(shù)百萬年以上的時間,但是,最新的實驗室內(nèi)熱模擬試驗表明,石油的生成并不需要太高的溫度和壓力,人們對美國黃石公園內(nèi)熱泉的有機(jī)質(zhì)研究也表明,生成石油的時間有幾千年足矣!更有甚者,墨西哥灣水域漂浮的藻類經(jīng)太陽暴曬數(shù)周后,竟有液態(tài)的油滴生成。 面對這些向傳統(tǒng)石油地質(zhì)理論挑戰(zhàn)的現(xiàn)象,人們似乎有理由認(rèn)為:世界上有些油田的石油似乎正在源源不斷地得到補(bǔ)充;一些油氣可能來自地殼深處;石油的生成、運移、聚集可能與地震有關(guān),而地震恰恰是地殼運動的表征,它能把地下深處的油氣“送”上來嗎? 由來已久的“石油無機(jī)生成理論” 油氣生成可能是20世紀(jì)地質(zhì)科學(xué)中爭論得最為激烈的問題之一,而且是一個古老而敏感的問題,從俄羅斯著名化學(xué)家門捷列夫算起,油氣無機(jī)成因的假說提出已有100多年了。 從20世紀(jì)初開始,一批又一批的俄羅斯科學(xué)家不斷地提出“石油無機(jī)生成”的理論和生成機(jī)制,其中影響較大的有庫德良采夫、克魯泡特金、薩爾基索夫、波爾菲里也夫和波實卡雷夫等;西方則有羅賓遜、古德、阿布拉加諾、薩特馬里等?! ”M管持“石油無機(jī)生成”觀點的學(xué)者也不少,但他們提出的“原理”歸納起來就是:石油來源于地幔,是地幔沿著地殼裂隙上涌過程中的衍生物。任何物體都是在特定的內(nèi)力和外力作用下,處于力的動態(tài)平衡而顯現(xiàn)的一種物質(zhì)形態(tài)。在超高壓和高溫的條件下,地幔的原子、原子核、直至基本粒子等層次上的物質(zhì)都是地殼中的任何物質(zhì)無與倫比的,而且都是與地殼中的元素呈現(xiàn)出的性狀不同的。所以地殼中不存在什么構(gòu)成原油的碳?xì)浠衔?。但是在地殼裂開以后,那里地幔的超高壓狀態(tài)被打破,原來的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)被破壞,使之發(fā)生熱膨脹,不斷地釋放內(nèi)能而蛻變?yōu)閹r漿。沿著裂縫上涌的巖漿由于發(fā)生熱膨脹而不斷耗散內(nèi)能,在特定的壓強(qiáng)和溫度下,重新達(dá)到內(nèi)和外力平衡,進(jìn)而演化出100多種元素。石油就是地幔發(fā)生熱膨脹時,在特定的環(huán)境中形成的一種新物質(zhì)形態(tài)?! ≡谑偷男纬蛇^程中,率先上涌的巖漿,由于在地殼裂縫中所受的壓強(qiáng)極小而大幅度地發(fā)生熱膨脹,形成大量的巖漿氣,按照一定的組分組成氣體分子,比如乙炔、水等。 巖漿中不斷地析出的氣體,不僅使裂隙中的壓強(qiáng)和溫度不斷升高,而且使裂隙中形成的烴類分子的密度連續(xù)增大,它們的內(nèi)聚力不斷加強(qiáng),導(dǎo)致烴類分子趨向于形成復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。即乙炔→乙烯→甲烷→乙烷→丙烷→丁烷。當(dāng)裂隙中碳?xì)浠衔餁怏w濃度以及裂隙中的壓強(qiáng)進(jìn)一步升高時,就會使低碳類烴聚合為高碳烴烷,進(jìn)而發(fā)生相態(tài)變化,也就是說,氣體的烴類變成了液體的烴類――石油。(這種)石油在形成的初期,因為顆粒極小,可以隨著熱而向上運動,它們到裂隙的上方大量聚合,就可以融合成更大的油珠。當(dāng)密度大的油珠進(jìn)一步融合,其重量將大于巖漿氣體熱膨脹時的所產(chǎn)生的推力,于是紛紛墜落或沿著裂隙壁面流向裂隙的底部并溢出巖漿?! ∮捎诹严吨械膲簭?qiáng)、溫度和碳?xì)浠衔锏臍怏w濃度達(dá)到相當(dāng)高的標(biāo)準(zhǔn)后,才會形成石油,所以,石油淹沒的巖漿析出的氣體剛剛脫離巖漿就會遇到很高的壓強(qiáng),不僅在原子的層次上形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),而且迅速化合為碳?xì)浠衔?。于是,巖漿氣體的一部分在石油里上浮的過程中,就化合為石油,而且會不斷地增加,漸漸地就可能形成油藏
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