碳氢化合物是含有碳和氢原子的化合物。 这些原子通过不同的化学键以分子形式结合。
碳氢化合物有三种主要类型——烷烃、烯烃和炔烃。
关键精华
- 烷烃只有一个共价键,烯烃至少有一个碳碳双键,炔烃至少有一个碳碳三键。
- 烷烃是饱和烃,而烯烃和炔烃是不饱和烃。
- 烷烃表现出比烯烃和炔烃更低的反应性,后者很容易参与加成反应。
烷烃与烯烃与炔烃
烷烃用于描述碳原子之间仅具有单键的饱和烃。 烯烃是在碳原子之间具有一个或多个双键的不饱和烃。 炔烃也是不饱和烃,但它们在碳原子之间具有一个或多个三键。
烷烃也称为石蜡。 氢原子填充四碳原子的化合价。
最简单的烷烃是甲烷、乙烷,甚至丙烷。 它广泛用于各种工业过程。
虽然烯烃被称为二烯,但由于存在双键,它们是不饱和烃。
它们可以并入各种大小的环中,称为环烯烃。 最简单的烯烃是乙烯、丙烯等,它们可以在实验室中制备。
另一方面,炔烃被称为三烯。 炔烃是高度可燃的,随着化合物变大,更简单的炔烃以气态存在,化合物可以液体甚至固体形式存在。
对比表
比较参数 | 烷烃 | 烯烃类 | 炔烃 |
---|---|---|---|
碳原子之间的键 | 单键 | 双键 | 三键 |
物理性能 | 无色、低分子量、高沸点,可以固体、液体和气体形式存在。 | 无色、非极性、可燃、有强烈气味,常温下以气体形式存在,分子量较大。 | 无色无味(例外——炔烃有特殊气味),沸点和熔点高,分子结构较大。 |
化学性质 | 不与其他化合物或自由基反应,呈弱酸,与亲电试剂反应,与氧、氢反应。 | 不易溶于水,分子链较长的烯烃沸点高,而烷烃的极性取决于官能团。 | 微酸性和带负电性,可燃。 |
应用领域 | 用于烹饪、取暖、液化石油气 (LPG)、天然气、气溶胶喷雾和内燃机。 | 用于塑料、酒精、燃料、氯乙烯、乙醇、丙烯酸、甘油酯、合成橡胶的合成以及原油和天然气的生产等。 | 用于医药、制药和其他药物制备应用,聚合物、PVC和橡胶的合成。 它通常用于工业中成熟水果和其他过程。 |
例如: | 甲烷、乙烷 | 乙烯、丙烯 | 乙炔、丙炔 |
什么是烷烃?
烷烃是氢和碳原子排列成树状结构的饱和烃。 烷烃中的碳碳键是单一的。
IUPAC(国际纯化学与应用化学联合会)对烷烃的定义是“通式为CnH(2n+2)的无环支链或无支链烃”。
烷烃的杂化是sp3。 它包含四个符号的键并由碳原子连接。
连接在一起的最长碳原子链称为碳骨架,用于确定烷烃的大小。
烷烃也称为石蜡,因为它们在某些标准环境温度和压力 (SATP) 下表现出类似蜡的特性。 烷烃可以根据结构进一步分类——直链、支链或环状烷烃。
如果烷烃具有三个以上的碳原子,它可以排列成各种结构,形成结构异构体的基础。 烷烃广泛用于石油、原油和天然气中。
甲烷、乙烷、丙烷的不同例子, 丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷等各种类型。
什么是烯烃?
烯烃是一种具有双碳碳键的不饱和烃。 它们是非极性化合物并且非常活泼。
西格玛债券和 π键 是碳原子的双键。 这种结合非常牢固,比大多数单身人士更稳定 共价 债券。
双键更短。 烯烃的键长为 133 pm 或 1.33 Å。 烯烃的杂化是sp2。
由于断裂的能量成本,烯烃不能自由旋转。 烯烃的键角彼此相差约120°。
烯烃是稳定的化合物,但会发生多种反应,如加成、氢化、水合、卤化、氢卤化、氧化、卤代醇形成、聚合、金属络合、烷基化和许多其他反应。
炔烃广泛用于塑料、酒精、燃料、氯乙烯、乙醇、丙烯酸、甘油酯、合成橡胶的合成,以及原油和天然气的生产等多种工业过程。 烯烃的例子是乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、壬烯和其他异构体。
什么是炔烃?
炔烃是含有三碳键的不饱和烃。 炔烃最初被称为乙炔。 碳原子之间的键角为180°。
炔烃具有棒状结构。 它们也被称为烯烃。
C 原子之间的键长非常短,为 121 pm。 三键具有很强的键合强度,约为 839 kJ/mol。
它具有 sp 杂化,其中 s 和 p 轨道相互重叠并形成三个键。
炔烃的命名是在其后加上“烯”的后缀。 炔烃可以通过多种工艺合成,如裂化或脱卤化氢。
炔烃是反应性官能团,可以发生以下反应,如氢化、卤素加成、水合、互变异构、环加成、氧化或三聚。
炔烃广泛用于医药、制药和其他药物制备应用中。 也用于聚合物、聚氯乙烯和橡胶的合成。
它通常用于工业中使水果成熟。 炔烃的例子有丙炔、丁炔、戊炔、己炔等。
烷烃、烯烃和炔烃之间的主要区别
- 烷烃的化学式为Cn H(2n+2),烯烃的化学式为Cn H2n,炔烃的化学式为Cn H(2n-2)。
- 烷烃的杂化形式为sp3,烯烃的杂化形式为sp2,炔烃的杂化形式为sp。
- 烷烃是饱和烃,而烷烃和炔烃是不饱和烃。
- 烷烃称为链烷烃,而烷烃和烯烃称为烯烃。
- 烷烃具有范德瓦尔斯色散力,烯烃具有弱偶极-偶极相互作用,炔烃具有伦敦色散力作为分子间作用力。
- 烷烃的键长为 153 pm,烯烃为 134 pm,而炔烃为 121 pm。
- https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2009/cc/b820048c
- https://aip.scitation.org/doi/abs/10.1063/1.1680347
最后更新时间:11 年 2023 月 XNUMX 日
Emma Smith 拥有尔湾谷学院的英语硕士学位。 自 2002 年以来,她一直是一名记者,撰写有关英语、体育和法律的文章。 在她身上阅读更多关于我的信息 生物页面.
碳氢化合物及其不同类型的精彩概述!信息非常丰富。
当然,对照表非常详细且有用。
我同意,这篇文章涵盖了有关碳氢化合物的广泛信息。
我很欣赏烷烃、烯烃和炔烃的分解。了解它们的差异和应用非常重要。
这些解释经过深入研究,提供了对这些碳氢化合物的全面了解。