烴(tīng),是由碳和氫兩種元素組成的有機化合物。烴類又稱碳氫化合物,由於其他各類有機化合物都可看成是由烴衍生出來的,所以烴是有機化合物的母體。
烴
烴是化學家發明的字,就是用“碳”的聲母加上“氫”的韻母合成壹個字,用“碳”和“氫”兩個字的內部結構組成字形。烴類是所有有機化合物的母體,可以說所有有機化合物都不過是用其他原子取代烴中某些原子的結果。
它和氯氣、溴蒸氣、氧等反應生成烴的衍生物,不與強酸、強堿、強氧化劑(例如:高錳酸鉀)反應。如甲烷和氯氣在見光條件下反應生成壹氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷(四氯化碳)等衍生物。在烴分子中碳原子互相連接,形成碳鏈或碳環狀的分子骨架,壹定數目的氫原子連在碳原子上,使每個碳原子保持四價。烴的種類非常多,已知的烴在2000種以上。
按分子中碳原子之間連接的方式以及鍵不同,可把烴的分類列表如下:
開鏈烴又叫脂肪烴。在化學結構上具有不封閉的鏈狀結構的烴稱為開鏈烴。根據它的結構和性質又可分為飽和烴和不飽和烴。其中飽和烴又稱烷烴,它是分子中碳碳間均以單鏈(C—C)相連,而其余價鍵均為氫原子所飽和的開鏈烴,又稱石蠟烴。最簡單的烷烴是甲烷,它是由1個碳原子和4個氫原子組成即CH4;隨著碳原子數的增加,依次為乙烷、丙烷、丁烷等,分子式依次為:
烷烴的分子式的通式為,其中“n”表示分子中碳原子的個數。“2n+2”表示氫原子的個數。
在開鏈烴分子中,碳原子之間具有雙鍵或三鍵的碳氫化合物稱不飽和烴。它們又分為烯烴、炔烴和二烯烴。烯烴是含1個雙鍵的不飽和烴。它們比起相應的烷烴缺少2個氫原子,因此,它們的通式為,如乙烯、丙烯。
炔烴是含有三鍵的不飽和烴。它們比相應的烷烴少4個氫原子,因此,它們的通式為,如 CH≡C—CH3 丙炔。
二烯烴是含有2個雙鍵的不飽和烴。二烯烴比烯烴多1個雙鍵,需要從烯烴的相鄰2個飽和碳原子上各去掉1個氫原子,所以二烯烴比烯烴少2個氫原子,如 ,3-丁二烯
,3-戊二烯。
它們的通式為。這個通式與炔烴的通式相同。因此,同數碳原子的二烯烴與炔烴也是同分異構體。
所有的烴都是惡水的,即所有的烴都不溶於水。
自然界中,石油和煤的主要成分都是烴。烴分為飽和烴和不飽和烴。石油中的烴類多是飽和烴,而不飽和烴如乙烯、乙炔等,壹般只在石油加工過程中才能得到。石油中的烴有3種類型:烷烴、環烷烴和芳香烴。其中,烷烴是碳原子間以單鍵相連接的鏈狀碳氫化合物。由於組成烴的碳和氫的原子數目不同,結果就使石油中含有大大小小差別懸殊的烴分子。烷烴是根據分子裏所含的碳原子和數目來命名的。碳原子數在10個以下的,從1到10依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷來表示,碳原子數在11個以上的,就用數字來表示。石油中的烷烴包括正構烷烴和異構烷烴。正構烷烴在石蠟基石油中含量高;異構烷烴在瀝青基石油中含量高。烷烴又稱烷族碳氫化合物。在常溫常壓下,~的烷烴呈氣態,存在於天然氣中;~的烷烴是液態,是石油的主要成分;以上的烷烴為固態。其次環烷烴,顧名思義它是環狀結構。最常見的是5個碳原子或6個碳原子組成的環,前者叫環戊烷,後者叫環己烷。環烷烴的分子式的通式為。環烷烴又叫環烷族碳氫化合物。最後芳香烴,又稱芳香族碳氫化合物。壹般有1個或多個具有特殊結構的六元環(苯環)組成。最簡單的芳香烴是苯、甲苯、二甲苯。它們從石油煉制過程中,鉑重整裝置生產中可以得到。芳香族碳氫化合物的分子式的通式為。
海底石油
烴及其衍生物在日常生活中的應用也非常普遍。常見的烴有甲烷(沼氣)、丁烷(打火機油)、異辛烷、石蠟、高級汽油。異辛烷值與汽油在內燃機內燃燒時引起的震蕩成反比。聚乙烯的名字要註意,乙烯聚合後生成的是高分子烷(末端可能有其他基團)。很多植物精油是烯類化合物所組成,如苧是橙、柚等果皮擠出的油之主要成分,由松樹壓出的油含有2種異構蒎烯與少量的其他種單化合物,動物肝臟有制造鯊烯的功能,它是膽固醇及壹些性激素的中間體。天然橡膠是含有多個雙鍵(作規律性分布)的烯類化合物。β胡蘿蔔素內有壹個很長的***軛多烯系統,在碳鏈上單鍵與雙鍵互替,故能吸收部分的可見光波而顯色。乙炔是我們最熟悉又是最簡單的含三鍵碳氫化合物,它可由碳化鈣的水解而制得。在電燈未普及之前,路旁小攤在夜間照明多用即生即燃乙炔,現在它的最大用途是焊接。