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碳氢化合物 来自维基百科,自由的百科全书
烃类皆难溶于水,完全燃烧可转化为二氧化碳和水[5],反应式如下:
烃类组合结构不同,性质可能会有极大差异。结构相似,性相近;结构不同,性相远。正因如此,烃类种类繁多,是化学的大宗;但也由此许多同化学式的物质,其性质不相同,如1-丁烯和环丁烷皆为,但1-丁烯沸点为-6.3℃[6],环丁烷沸点却为12.5℃[7]。
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环丁烷结构图,为环烷烃,皆以单键连接 | 1-丁烯结构图,部分为双键连接 |
烃类的分类法有许多种,可依其分子结构分为链烃及环烃,其中链烃分子中的碳原子是以开链方式连结,如链烷、链烯与链炔,环烃的分子结构则为环状,包含脂环烃(环烷、环烯与环炔)及芳香烃两类。烃类也可依其原子间的键结方式分为饱和烃及不饱和烃,饱和烃是指烃分子中的碳原子只以单键结合者,包含各种烷类,不饱和烃则是指烃分子中的碳原子兼含有双键或叁键者,如烯类、炔类及芳香烃等。此外,烃类依其化学性质也可分为脂肪烃及芳香烃两大类,脂肪烃为链烃和脂环烃的合称,芳香烃则是指分子结构中带苯环的烃。另外,芳香烃之环上接有脂肪族者称为脂芳烃。[8]
烃类命名多用IUPAC命名法。
命名烃类,须先了解其共价键,若皆为单键,命名为烷烃;若有双键,命名为烯烃;若有三键,则初步命名为炔烃。若组成为环状,则初步命名为环烃。但若结构中出现苯环,则其为芳烃[9]。
不考虑环烷烃的情况下,此类的化学式通式为CnH2n+2。
[10]烷烃类的命名方法为:找出最长的碳键作为主键,依碳数命名之。若碳数小于十,以天干[注 1]命名;若碳数多于十,以中文数字命名,如十一烷。
然后,再从最近的取代基开始以阿拉伯数字前冠,并以“-”隔开阿拉伯数字与中文,再依照同主键的方法命名之。若有多组相同取代基,则再用国文小写数字前冠。
因为烷类一般简单,故亦会使用“正、异、新”去区隔同化学式的烷类。IUPAC也曾推荐过此种命名方式[11],如戊烷的命名方式[12]:
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正戊烷 戊烷 |
异戊烷 2-甲基丁烷 |
新戊烷 2,2-二甲基丙烷 |
若不考虑二烯、三烯、环烯烃等状况,此类的化学式通式为CnH2n。
[13]烯烃的命名方式和烷烃相似,惟须注意以下几点:
例:
顺、反丁烯:
若不考虑双键及三键同时出现的状况,以及二炔、环炔烃等状况,此类的化学式通式为CnH2n-2。
[16]炔类的命名方式也相似于烷类,但有以下几点不同:
例:
环烃类的命名,首先必须确定碳原子以环状排列,且并不属于芳香烃类。然后,再确定其皆为单键组成,抑或是有双键、参键的部分。如皆为单键,则和烷类的命名方式相同,仅需在前添加环字,以做识别。如有双键部分,则和烯类的命名方式相同,但须在前加环字识别。如有参键部分,则和炔类的命名方式相同,但须在前加环字识别。
例:
环戊二烯[19]:
参见下表:
烃类是生活中应用广泛的化合物,在经济扮演重要角色,许多主要化石燃料皆隶属此类别,如煤炭、石油和天然气,以及它的衍生物塑料、石蜡、蜡等,还有一些会在工业上应用的部分溶剂与油皆属于碳氢化合物。
烃化物最大的应用层面为能源资源,亦为地球最重要的能源资源。
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