什么是烃?
烃(tīng),是由碳和氢两种元素组成的有机化合物。烃类又称碳氢化合物,由于其他各类有机化合物都可看成是由烃衍生出来的,所以烃是有机化合物的母体。
烃
烃是化学家发明的字,就是用“碳”的声母加上“氢”的韵母合成一个字,用“碳”和“氢”两个字的内部结构组成字形。烃类是所有有机化合物的母体,可以说所有有机化合物都不过是用其他原子取代烃中某些原子的结果。
它和氯气、溴蒸气、氧等反应生成烃的衍生物,不与强酸、强碱、强氧化剂(例如:高锰酸钾)反应。如甲烷和氯气在见光条件下反应生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷(四氯化碳)等衍生物。在烃分子中碳原子互相连接,形成碳链或碳环状的分子骨架,一定数目的氢原子连在碳原子上,使每个碳原子保持四价。烃的种类非常多,已知的烃在2000种以上。
按分子中碳原子之间连核皮腔接的方式以及键不同,可把烃的分类列表如下:
开链烃又叫脂肪烃。在化学结构上具有不封闭的链状结构的烃称为开链烃。根据它的结构和性质又可分为饱和烃和不饱和烃。其中饱和烃又称烷烃,它是分子中碳碳间均以单链(C—C)相连,而其余价键均为氢原子所饱和的开链烃,又称石蜡烃。最简单的烷烃是甲烷,它是由1个碳原子和4个氢原子组成即CH4;随着碳原子数的增加,依次为乙烷、丙烷、丁烷等,分子式依次为:
烷烃的分子式的通式为,其中“n”表示分子中碳原子的个数。“2n+2”表示氢原子的个数。
在开链烃分子中,碳原子之间具有双键或三键的碳氢化合物称不饱和烃。它们又分为烯烃、炔烃和二烯烃。烯烃是含1个双键的不饱和烃。它们比起相应的烷烃缺少2个氢原子,因此,它们的通式为,如乙烯、丙烯。
炔烃是含有三键的不饱和烃。它们比相应的烷烃少4个氢原子,因此,它们的通式为,如 CH≡C—CH3 丙炔。
二烯烃是含有2个双键的不饱和烃。二烯烃比烯烃多1个双键,需要从烯烃的相邻2个饱和碳原子上各去掉1个氢原子,所以二烯烃比烯烃少2个氢原子,如 ,3-丁二烯
,3-戊二烯。
它们的通式为。这个通式与炔烃的通式相同。因此,同数碳原子的二烯烃与炔烃也是同分异构体。
所有的烃都是恶水的,即所有的烃都不溶于水。
自然界中,石油和煤的主要成分都是烃。烃分为饱和烃和不饱和烃。石油中的烃类多是饱和烃,而不饱和烃如乙烯、乙炔等,一般只在石油加工过程中才能得到。石油中的烃有3种类型:烷烃、环烷烃和芳香烃。其中,烷烃是碳原子间以单键相连接的链状碳氢化合物。由于组成烃的碳和氢的原子数目不同,结果就使石油中含有大大小小差别悬殊的烃分子。烷烃是根据分子里所含的碳原子和数目来命名的。碳原子数在10个以下的,从1到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷来表示,碳原子数在11个以上的,就用数字来表示。石油中的烷烃包括正构烷烃和异构烷烃。正构烷烃在石蜡基石油中含量高;异构烷烃在沥青基石油中含量高。烷烃又称烷族碳氢化合物。在常温常压下,~的烷烃呈气态握则,存在于天然气中;~的烷烃是液态,是石油的主要成分;以上的烷烃为固态。其次环烷烃,顾名思义它是环状结构。最常见的是5个碳原子或6个碳原子组成的环,前者叫环戊烷,后者叫环己烷。环烷烃的分子式的通式为。环烷烃又叫环烷族碳氢化合物。最后芳香烃,又称芳香族碳氢化合物。一般有1个或多个具有特殊结构的六元环(苯环)组成。最简单的芳香烃是苯、甲苯、二甲苯。它们从石油炼制过程中,铂重整装置生产中可以得到。芳香族碳氢化合物的分子式的通式为。
海底石油
烃及其衍生物在日常生活中的应用也非常普遍。常见的烃有甲烷(沼气)、丁烷(打火机油)、异辛烷、石蜡、高级汽油。异辛烷值与汽油在内燃机内燃烧时引起的震荡成反比。聚乙烯的名字要注意,乙烯聚合后生成的是高分子烷(末端可能有其他基团)。很多植物精油是烯类化合物所组成,如苎是橙、柚等果皮挤出的油之主要成分,由松树压出的油含有2种异构蒎烯与少量的其他种单化合物,动物肝脏有制造鲨烯的功能,它是胆固醇及一些性激素的中间体。天然橡胶是含有多个双键(作规律性分布)的烯类化合物。β胡萝卜素内有一个很长的共轭多烯改衫系统,在碳链上单键与双键互替,故能吸收部分的可见光波而显色。乙炔是我们最熟悉又是最简单的含三键碳氢化合物,它可由碳化钙的水解而制得。在电灯未普及之前,路旁小摊在夜间照明多用即生即燃乙炔,现在它的最大用途是焊接。
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