Я на время хочу отвлечься от публикаций об эволюции нефтепереработки, потому что назрела потребность перейти от рассмотрения нефти, как сложной гомогенной смеси нефтяных фракций, к её пониманию, как многокомпонентной смеси химических веществ способных вступать в различные химические реакции.
Почему это необходимо именно сейчас?
Потому что в цикле статей про эволюцию нефти мы уже затронули процессы, сопровождающиеся химическими превращениями (термический и каталитический крекинг), а все последующие процессы нефтепереработки, которые сложнее атмосферной и вакуумной перегонки, происходят в результате различных химических реакций.
Наименьшими частицами, которые потребуются нам для понимания процессов нефтепереработки на данном этапе, являются атомы и молекулы, которые из них формируются.
Первый атом, который следует рассмотреть - это водород, по причине его простоты и наибольшего содержания в любой углеводородной смеси.
Атом водорода является самым простым и состоит из 1 протона в ядре и 1 электрона, вращающегося по орбите и способного присоединяться к другим атомам, создавая химическую связь.
Учитывая наличие всего 1 свободного электрона в составе атома водорода, химическая связь может быть создана всего 1.
Молекула водорода является простейшим и самым наглядным примером того, как атомы водорода присоединяются к другим атомам и формируют молекулу.
Второй атом, который следует рассмотреть - это углерод, являющийся главным строительным "кирпичиком" нефти и любой другой смеси углеводородов.
Ядро атома углерода содержит 6 протонов и 6 нейтронов, но это информация не является для нас полезной, а носит информативный характер. Полезной информацией является то, что на внешней орбите ядра вращаются 4 электрона, которые обуславливают способность атома углерода создавать химические связи и называется валентностью.
Валентность атома углерода соответственно равняется 4 и ровно столько связей может быть им образовано.
Если все 4 свободных электрона атома углерода присоединят к себе по 1 атому водорода, то получится простейший углеводород - метан:
Помимо основных химических элементов (водорода и углерода) в составе нефти присутствуют соединения серы, азота и кислорода.
Атом серы имеет следующее строение:
На внешней орбитали атома серы вращаются 2 электрона, которые являются свободными и могут образовывать химические связи, поэтому валентность серы равна 2 и ровно столько связей в обычном состоянии сера образует.
Простейшим химическим соединением серы является сероводород:
Атом азота имеет следующее строение:
На внешней орбитали атома азота вращаются 5 электронов, но так как 2 из них являются спаренными (соединены друг с другом), то итоговая валентность будет равна 3.
Простейшим примеров соединения азота является аммиак:
Атом кислорода имеет следующее строение:
На внешней орбитали атома кислорода вращаются 6 электронов, но так как 4 из них являются спаренными (2 пары электронов), то итоговая валентность будет равна 2.
Простейшим химическим соединением кислорода является вода:
На этом знакомство с основными атомами и простейшими молекулами, входящими в состав нефти закончим, продолжим в следующей публикации, в которой начнём разбираться с углеводородным составом.
Если статья была вам интересной и полезной, ставьте лайк, а если хотите ежедневно получать новые статьи и узнавать больше о нефтепереработке, то подписывайтесь на канал.
