炭化水素の利用
資源としての炭化水素は、エネルギー資源としての意味と化学工業原料としての意味を持つ。利用量としてはエネルギー資源としての意味が大きいが、社会的機能の面では化学工業原料としての多様性にも価値が見出される。また低分子の炭化水素は大気環境に与える影響が大きい。
資源・分布
資源としての炭化水素は殆どが埋没資源であり、石油または天然ガスとして地球上の特定の地域に偏在する。また近年、深海底のメタンハイドレートのように地底以外でも資源として存在するものも発見されている。これらの石油や天然ガスの主成分は鎖式飽和炭化水素である。それに対して、多環芳香族炭化水素は、総量は少ないものの、石炭の副産物であるコールタールに多く含まれる。世界大戦前はコールタールが多環芳香族炭化水素の資源として重宝されたが、今日では合成的に化学工業より生産される。そのため、コールタールに今日的な資源としての意味は無い。
また、メタンについてはメタン産生菌による産生量も多く、地球温暖化で問題にされるメタンは殆どが生物由来のものである。そして生物由来メタンの利用については実用化されつつあるものの、その総量は少ない。また、石油にしろ石炭にしろ、過去の生物遺骸が炭素源と考えられており、化石燃料と呼ばれる(一方、炭素源として生物を想定しない説もあるが多数の支持を得ていない)。そういった意味で、炭化水素の存在には生物が強く関与しており、地球上での炭素循環の一部でもある。
環境・人的影響
炭化水素をエネルギー源として利用した副産物の二酸化炭素も、生物由来のメタンガスも地球温暖化に関与している。また、内燃機関が不完全燃焼することで発生する、HCや粒子状物質は大気汚染物質である。
そして、ヒトが炭化水素の蒸気を吸引することで、急性の神経症状を発生したり、シックハウス症候群など慢性症状を引き起こす場合がある。
構造と分類
炭化水素の構造はトポロジー的には鎖状構造と環構造のいずれもとりうる。
炭化水素の化学式(一般式)においては炭素と水素との数の関係は、構造のトポロジー的分類に応じて簡単な法則性が存在する。
鎖状飽和炭化水素は、直鎖構造であれ分枝構造であれ、CnH2n+2であらわすことが出来る。環を1つ持つとCnH2n(単環性炭化水素)、2つ持つとCnH2n-2(双環性炭化水素)...となる。また、不飽和炭化水素の水素数は、相当する飽和炭化水素の水素数から多重結合の多重度の総数の二倍だけ少なくなる。それ故、基本的なアルカン、アルケン、シクロアルカンなどは一般式で表現されることもある。
『ウィキペディア(Wikipedia)』引用
炭化水素は炭素原子と水素原子だけでできた化合物です。
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