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图中为最简单的烃类——甲烷(CH4)。此化合物仅由组成,符合烃类的特色。

,或称碳氢化合物英语:hydrocarbon),是有机化合物的一种。这种化合物只由组成,其中包含了烷烃烯烃炔烃环烃芳烃,是许多其他有机化合物的基体。

名称

字形

字,是由两个字排列组合成的[1]。此字是化学家取“碳”字右下处之,以及“氢”字下半部的所发明出来的字。

发音

烃的读音,在化学界普遍采用ㄊㄧㄥ,乃取碳的声母和氢的韵母组合。[2] 但,文学界却较采用ㄑㄧㄥ的读音[1][3]微软的新注音输入法也采用了这个读音。
在大陆的汉语拼音中,音同“听”(tīng)。而在粤音中,则音同“境”(ging2),亦可读为“听”(ting1)。

定义

仅由两种元素组成的有机化合物

性质

环丁烷结构图,为环烷烃的一种,皆以单键连接
1-丁烯结构图,部分为双键连接

烃类皆难溶于水,在完全燃烧下可转化为二氧化碳[4],反应式如下:

解析失败 (带SVG或PNG备选的MathML(建议用于现代的浏览器和辅助工具):从服务器“https://api.formulasearchengine.com/v1/”返回无效的响应(“Math extension cannot connect to Restbase.”):): {\displaystyle \rm C_mH_n+(m+n/4)O_2 \ \xrightarrow \ mCO_2+(n/2)H_2O}

烃类会因组合结构的不同,其性质可能会有极大的差异。若结构相似,则性质相近;若结构不同,性质不同。正因此,烃类种类繁多,是化学中的大宗;但也由此许多化学式相同的物质,其性质不相同。例如:1-丁烯环丁烷,化学式皆为解析失败 (带SVG或PNG备选的MathML(建议用于现代的浏览器和辅助工具):从服务器“https://api.formulasearchengine.com/v1/”返回无效的响应(“Math extension cannot connect to Restbase.”):): {\displaystyle C_4H_8} ,但1-丁烯的沸点为-6.3℃[5]环丁烷的沸点却为12.5 °C[6]

命名

烃类的命名,多采用IUPAC命名法

命名烃类,须先了解其共价键,若其皆为单键,命名其为烷烃;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[7]

烷烃类

不考虑环烷烃的情况下,此类的化学式通式为:CnH2n+2
[8] 烷烃类的命名方法为:找出最长的碳键作为主键,依数命名之。若碳数小于十,以天干[注 1]命名;若碳数多于十时,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。若有多个相同取代基,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”去区隔同样化学式的烷类。IUPAC也曾推荐过此种命名方式[9]。如例戊烷的命名方式[10]

Pentane-2D-Skeletal.svg Isopentane-2D-skeletal.png Neopentane-2D-skeletal.png
正戊烷
戊烷
异戊烷
2-甲基丁烷
新戊烷
2,2-二甲基丙烷


烯烃类

若不考虑二烯三烯环烯烃等状况,此类的化学式通式为:CnH2n
[11] 烯烃的命名方式和烷烃相似,惟须注意以下几点:

  • 烯烃须把双键的最长键作为主键。
  • 若结构里出现了多次双键的情形,则依其出现次数作国文小写数字的前冠。例如:二烯、三烯等。
  • 烯烃的异构体可用“顺、反”作标示,亦有些用“正、异”标示。

根据以上规则的某些实例:

顺、反丁烯

异戊二烯[12][13]

炔烃类

若不考虑双键三键同时出现的状况,此类的化学式通式为:CnH2n-2
[14] 炔类的命名方式也相似于烷类,但有以下几点不同:

  • 炔类须把三键的最长键当主键。
  • 炔类没有异构体或是环状形态。

根据以上规则的某些实例:

乙炔、丙炔[15][16]

环烃类

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,仅需在前添加一字,以做识别。如有双键部分,则和烯类的命名方式相同,但须在前添加一字识别。

根据以上规则的某些实例:

环戊二烯[17]

丙烷环丙烷[18]

芳烃

参见下表:

分类

用途

烃类是一个于生活中应用广泛的化合物。

各方面的应用

烃类化合物最大的应用层面为能源资源,而其亦为地球上最重要的能源资源

石油与分馏

但一般开采到的烃类,大多是石油等等的混合物,因此需要经过分馏的阶段,以下是分馏温度,碳数,以及用途的简表:[19]

成分 碳数 分馏温度 用途
石油气 1-4 <20℃ 燃料化工原料
石油醚 5-6 20℃-60℃ 有机溶剂
汽油 7-9 60℃-200℃ 燃料
煤油 10-16 175℃-300℃ 燃料
柴油 15-20 250℃-400℃ 燃料
润滑油 18-22 >310℃ 润滑油
残留物 18-40 沥青、铺路、防水材料

烃类在经济上扮演着重要的角色,许多主要的化石燃料皆隶属于其类别。如:煤炭、石油和天然气,以及它的衍生物,塑料、石蜡、蜡等,还有一些会再工业上应用的部分溶剂皆属于碳氢化合物。

注释

  1. ^ 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸

参考文献

  1. ^ 1.0 1.1 汉语辞典
  2. ^ [1]
  3. ^ 中华民国教育部重编辞典 国语注音符号:ㄑㄧㄥ。
  4. ^ 许立仑、许喆翔. 《国中自然与生活科技 第四册学习讲义》P138. 康轩文教事业. 
  5. ^ 丁烯介绍,结构式为CH2=CHCH2CH3
  6. ^ 邢其毅等《基础有机化学》第三版上册。北京:高等教育出版社,2005年。ISBN 7-04-016637-2
  7. ^ 参考自IUPAC命名法
  8. ^ Silderberg, 623
  9. ^ Panico, R.; & Powell, W. H. (Eds.). A Guide to IUPAC Nomenclature of Organic Compounds 1993. Oxford: Blackwell Science. 1994. ISBN 0-632-03488-2. 
  10. ^ [2]
  11. ^ Silderberg, 628
  12. ^ Reimann, S., Calanca, P. and Hofer, P., The anthropogenic contribution to isoprene concentrations in a rural atmosphere. Atmospheric Environment 34 109-115(2000).
  13. ^ Sharkey T. D., and Singsaas E. L., Why plants emit isoprene. Nature 374:769(1995).
  14. ^ Silderberg,625
  15. ^ German Aerospace Center
  16. ^ [3](英文)
  17. ^ Valery I. Faustov, Mikhail P. Egorov, Oleg M. Nefedov and Yuri N. Molin. Ab initio G2 and DFT calculations on electron affinity of cyclopentadiene, silole, germole and their 2,3,4,5-tetraphenyl substituted analogs : structure, stability and EPR parameters of the radical anions. Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2: 4293–4297. doi:10.1039/b005247g.  参数|title=值左起第58位存在换行符 (帮助)
  18. ^ Merck Index, 11th Edition, 2755.
  19. ^ [4]

参见