维基百科,自由的百科全书
跳转至: 导航搜索
圖中為最簡單的烴類——甲烷(CH4)。此化合物僅由組成,符合烴類的特色。

「音tīng(“碳”、“氫”二字連讀)又音ㄑ|ㄥ」,或稱碳氫化合物英语hydrocarbon),是有機化合物的一種。這種化合物只由組成,其中包含了烷烴烯烴炔烴環烴芳烴,是許多其他有機化合物的基體。

名稱[编辑]

字形[编辑]

字,是由兩個字排列組合成的[1]。此字是化學家取「碳」字右下處之,以及「氫」字下半部的所發明出來的字。

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[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]

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]

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

異戊二烯[12][13]

炔烴類[编辑]

若不考慮雙鍵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]

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,但須在前添加一字識別。

根據以上規則的某些實例:

環戊二烯[17]

丙烷環丙烷[18]

芳烴[编辑]

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. ^ 异戊烷
  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. ^ [2](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. ^ [3]

參見[编辑]