烃

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圖中為最簡單的烴類——甲烷（CH4）。此化合物僅由碳和氫組成，符合烴類的特色。
甲烷的球棍模型。

烃，或稱碳氫化合物（英语：hydrocarbon），是有機化合物的一種。這種化合物只由碳和氫組成，其中包含了烷烴、烯烴、炔烴、環烴及芳烴，是許多其他有機化合物的基體。

目录

名稱 [编辑]

字形 [编辑]

烃字，是由碳和氫兩個字排列組合成的[1]。此字是化學家取「碳」字右下處之火，以及「氫」字下半部的巠所發明出來的字。

发音 [编辑]

烴的讀音，在化學界普遍採用ㄊㄧㄥ，乃取碳的聲母和氫的韻母組合。[2] 但，文學界卻較採用ㄑㄧㄥ的讀音[1][3]，微軟的新注音輸入法也採用了這個讀音。
在大陸的汉语拼音中，音同“听”（tīng）。而在粵音中，則音同「境」（ging2），亦可讀為「聽」（ting1）。

定义 [编辑]

仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物。

性質 [编辑]

環丁烷結構圖，為環烷烴的一種，皆以單鍵連接
1-丁烯結構圖，部分為雙鍵連接

烴類皆難溶於水，在完全燃燒下可轉化為二氧化碳和水[4]，反應式如下：

\rm C_mH_n+(m+n/4)O_2 \ \xrightarrow \ mCO_2+(n/2)H_2O

烴類會因組合結構的不同，其性質可能會有極大的差異。若結構相似，則性質相近；若結構不同，性質不同。正因此，烴類種類繁多，是化學中的大宗；但也由此許多化學式相同的物質，其性質不相同。例如：1－丁烯和環丁烷，化學式皆為C_4H_8，但1－丁烯的沸點為－6.3℃[5]，環丁烷的沸點卻為12.5 °C[6]。

命名 [编辑]

烴類的命名，多採用IUPAC命名法。

命名烴類，須先了解其共價鍵，若其皆為單鍵，命名其為烷烴；若有雙鍵，命名為烯烴；若有三鍵，則初步命名為炔烴。若組成為環狀，則初步命名為環烴。但若结构中出现苯环，則其為芳烴[7]

烷烴類 [编辑]

主条目：烷烴

不考慮環烷烴的情況下，此類的化學式通式為：CnH2n+2。
[8] 烷烴類的命名方法為：找出最長的碳鍵作為主鍵，依碳數命名之。若碳數小於十，以天干[註 1]命名；若碳數多於十時，以中文數字命名，如：十一烷。
然後，再從最近的取代基開始以阿拉伯數字前冠，並以「-」隔開阿拉伯數字與中文，再依照同主鍵的方法命名之。若有多個相同取代基，則再用國文小寫數字前冠。
因為烷類一般簡單，故亦會使用「正、異、新」去區隔同樣化學式的烷類。IUPAC也曾推薦過此種命名方式[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


烯烴類 [编辑]

主条目：烯烴

若不考慮二烯、三烯、環烯烴等狀況，此類的化學式通式為：CnH2n。
[11] 烯烴的命名方式和烷烴相似，惟須注意以下幾點：

  • 烯烴須把雙鍵的最長鍵作為主鍵。
  • 若結構裡出現了多次雙鍵的情形，則依其出現次數作國文小寫數字的前冠。例如：二烯、三烯等。
  • 烯烴的異構體可用「順、反」作標示，亦有些用「正、異」標示。

根據以上規則的某些實例：

順、反丁烯：

  • 順-2-丁烯

  • 反-2-丁烯

異戊二烯[12][13]

炔烴類 [编辑]

主条目：炔烴

若不考慮雙鍵及三鍵同時出現的狀況，此類的化學式通式為：CnH2n-2。
[14] 炔類的命名方式也相似於烷類，但有以下幾點不同：

  • 炔類須把三鍵的最長鍵當主鍵。
  • 炔類沒有異構體或是環狀形態。

根據以上規則的某些實例：

乙炔、丙炔[15][16]：

  • 乙炔

  • 丙炔

環烴類 [编辑]

環烴類的命名，首先必須確定碳原子以環狀排列，且並不屬於芳香烴類。然後，再確定其皆為單鍵組成，抑或是有雙鍵的部分。如皆為單鍵，則和烷類的命名方式相同，僅需在前添加一環字，以做識別。如有雙鍵部分，則和烯類的命名方式相同，但須在前添加一環字識別。

根據以上規則的某些實例：

環戊二烯[17]：

丙烷和環丙烷： [18]

  • 丙烷，化學式為C_3H_8

  • 環丙烷，化學式為C_3H_6

芳烴 [编辑]

主条目：芳烴

參見下表：

分類 [编辑]

用途 [编辑]

烴類是一個於生活中應用廣泛的化合物。

各方面的應用 [编辑]

烴類化合物最大的應用層面為能源資源，而其亦為地球上最重要的能源資源。

石油與分餾 [编辑]

但一般開採到的烴類，大多是石油等等的混合物，因此需要經過分餾的階段，以下是分餾溫度，碳數，以及用途的簡表：[19]

成分 碳數 分餾溫度 用途
石油氣 1-4 ＜20℃ 燃料、化工原料
石油醚 5-6 20℃－60℃ 有機溶劑
汽油 7-9 60℃－200℃ 燃料
煤油 10-16 175℃－300℃ 燃料
柴油 15-20 250℃－400℃ 燃料
潤滑油 18-22 ＞310℃ 潤滑油
殘留物 18-40 瀝青、鋪路、防水材料

烴類在經濟上扮演著重要的角色，許多主要的化石燃料皆隸屬於其類別。如：煤炭、石油和天然氣，以及它的衍生物，塑料、石蠟、蠟等，還有一些會再工業上應用的部分溶劑與油皆屬於碳氫化合物。

注释 [编辑]

  1. ^ 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸

参考文献 [编辑]

  1. ^ 1.0 1.1 漢語辭典
  2. ^ [1]
  3. ^ 中華民國教育部重編辭典 國語注音符號：ㄑㄧㄥ。
  4. ^ 許立侖、許喆翔. 《國中自然與生活科技 第四冊學習講義》P138. 康軒文教事業. 
  5. ^ 丁烯介紹，結構式為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. ^ 參考自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. 
  18. ^ Merck Index, 11th Edition, 2755.
  19. ^ [4]

參見 [编辑]

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