1樓:
烷烴前面學過,有機化合物裡,又一大類物質是僅由c、h兩種元素組成的,這類物質總稱為烴,也叫碳氫化合物。甲烷是烴類裡分子組成最簡單的物質。
除甲烷外,還有乙烷、丙烷、丁烷等等。(試寫出它們的結構式)
在這些烴的分子裡,碳原子跟碳原子都是以單鍵結合成鏈狀,跟甲烷一樣,碳原子剩餘的價鍵全部跟氫原子相結合。這樣的結合使得每個碳原子的化合價都已充分利用,都達到"飽和"。象這樣結合的鏈烴叫做飽和鏈烴,也叫烷烴。
1.烷烴的命名方法--根據分子裡所含碳原子的數目來命名。
a/.碳原子數在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸來表示。如:戊烷、辛烷等。(石油液化氣就是丙烷和丁烷的混合氣,打火機裡的液體主要是丁烷)
b/.碳原子數在十以上的,就用數字來表示。
如:十一烷、十七烷等
2.烷烴的通式:cnh2n+2
3.烷烴的分類:
a/.鏈烴
b/.環烷烴(通式:cnh2n 命名為:環某烷)環烷烴的性質與飽和鏈烴的性質很相似。
在環烷烴裡,工業上用途較廣的有環己烷,它是無色液體,易揮發,易燃燒,是生產合成纖維錦綸的一種重要原料,也是一種有機溶劑。
4.烷烴的物理性質:各種烷烴的物理性質隨著分子裡碳原子數的遞增,發生規律性的變化。
如:常溫下的狀態是由氣態(1~4個碳原子)、液態(5~16個碳原子)到固態(17個碳原子以上)
沸點逐漸增加;液態時的密度逐漸增加
5.烷烴的化學性質(與甲烷相似)
a/.通常狀況下,很穩定,與酸、鹼和氧化劑都不反應,也難與其它物質化合;
b/.可燃:在空氣中燃燒生成水和二氧化碳
c/.取代:在光照條件下,都能與氯氣等發生取代反應
二、 同系物:結構相似,在分子組成上相差一個或若干個ch2原子團的物質互稱為同系物。
如:甲烷、乙烷、丙烷互稱為同系物,它們都屬於烷烴。
三、 烴基:烴分子失去一個或幾個氫原子後所剩餘的部分。一般用"r-"表示。如果這種烴是烷烴,那麼烷烴失去一個氫原子後所剩餘的原子團叫烷基。
如:-ch3叫甲基,-ch2ch3叫乙基。(練習:丙基、丁基)
四、 同分異構體:
化合物具有相同的分子式,但具有不同結構的現象,叫做同分異構現象。如正丁烷和異丁烷。(甲、乙、丙烷有同分異構現象嗎?)
具有同分異構現象的化合物互稱為同分異構體。
(1.練習戊烷、己烷的同分異構體的寫法。 2.1h和2h 、1h2和2h2、白磷和紅磷、石墨和金剛石是否同分異構體?)
五、 系統命名法
1.選主鏈:分子裡最長的碳鏈(拉直) 叫"某烷"
2.定起點:主鏈中離支鏈較近的一端 編號:1、2、3…
3.把支鏈作為取代基
4.取代基如果相同,合併;如果不同,簡單在前,複雜在後。
2樓:
烷烴(英語:alkane),俗稱石蠟烴(paraffin),是碳氫化合物下的一種飽和烴,其整體構造大多僅由碳、氫、碳-碳單鍵與碳氫單鍵所構成,同時也是最簡單的一種有機化合物,而其下又可細分出鏈烷烴與環烷烴。其名烷是化學家取“碳”右下角的“火”,加上“完”造出的字,讀音同“完”。
“碳”表示其結構中含有碳,而“完”表示其分子結構中碳原子化合價完足的意思。
拓展資料:
烷烴在宇宙間分佈眾多,其中分佈最多的是甲烷,而極少見由50個碳原子以上所構成的烷烴。地球上的烷烴多為甲烷,而甲烷的濃度隨地球緯度降低而遞減,並在北緯40度及赤道附近都有明顯濃度下降。北半球與南半球平均濃度各為1.
65ppm及1.55ppm。
3樓:梯形十字
烷烴alkane
含氫最多的烴。通式cnh2n+2。分子中的碳原子以單鍵成鏈,剩下的價完全被氫原子飽和。
烷烴同系列中隨著碳原子數目的增加,存在同分異構體。甲烷、乙烷和丙烷都只有一種結構,丁烷有兩種異構體;碳原子數為5、6、7、8、9、10和15時,可能的結構異構體分別為:3、5、9、18、35、75和4347。
直鏈烷用“烷”字表示它屬於烷的同系列,用天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)和十
一、十二等表示鏈上碳原子的數目。支鏈烷是選擇分子中最長碳鏈作為主鏈,寫出相應的直鏈烷的名稱,作為母體,主鏈上的支鏈作為取代基。將主鏈用阿拉伯數字編號,使表示取代基位置的數字為最小,然後在母體名稱的前面加上取代基的位置和名稱,阿拉伯字和漢字之間加一短劃,相同取代基的位次和名稱之間加上取代基的數目(漢字),幾個阿拉伯字之間用逗號分開,例如:
烷烴為無色物質。在室溫和常壓下,含1~4個碳原子的烷烴和2,2-二甲基丙烷為氣體;直鏈烷含5~16個碳原子的為液體;含17個碳原子以上的為固體。支鏈烷的沸點比含同數碳原子的直鏈烷低。
相對密度小於1。粘度隨碳鏈長度的增加而上升。不溶於水,能溶於無水乙醇、乙醚和丙酮等有機溶劑。
主要**是天然氣和石油,煤的催化加氫也產生烷烴。c1~c4的低階烷烴可用分餾法從天然氣、油田氣或裂化氣中分離純化,用更復雜的方法還可以分出戊烷和異戊烷。具有指定結構的純烷烴可由適當原料合成,常用的方法有:
①烯烴的催化加氫:
(ch3)3cchc(ch3)2(ch3)3cch2ch(ch3)2
②滷代烷的還原:
ri+hirh+i2
③滷代烷與金屬鈉或鋰等作用:
2rx+2nar-r+2nax式中r為烷基;x為鹵族元素。
烷烴主要用作燃料、溶劑、潤滑劑和有機化工原料
4樓:
烷烴即飽和烴,是隻有碳碳單鍵的鏈烴,是最簡單的一類有機化合物。烷烴分子中,氫原子的數目達到最大值,它的通式為cnh2n+2。分子中每個碳原子都是sp3雜化。最簡單的烷烴是甲烷。
結構烷烴中,每個碳原子都是四價的,採用sp3雜化軌道,與周圍的4個碳或氫原子形成牢固的σ鍵。連線了1、2、3、4個碳的碳原子分別叫做伯、仲、叔、季碳;伯、仲、叔碳上的氫原子分別叫做伯、仲、叔氫。
為了使鍵的排斥力最小,連線在同一個碳上的四個原子形成四面體。甲烷是標準的正四面體形態,其鍵角為109°28′(準確值:arccos(-1/3))。
下面是前10種直鏈烷烴的分子式和結構模型圖。
碳數 名稱 分子式 結構圖
1 甲烷 ch4
2 乙烷 c2h6
3 丙烷 c3h8
4 正丁烷 c4h10
5 正戊烷 c5h12
6 正己烷 c6h14
7 正庚烷 c7h16
8 正辛烷 c8h18
9 正壬烷 c9h20
10 正癸烷 c10h22
理論上說,由於烷烴的穩定結構,所有的烷烴都能穩定存在。但自然界中存在的烷烴最多不超過50個碳,最豐富的烷烴還是甲烷。
由於烷烴中的碳原子可以按規律隨意排列,所以烷烴的結構可以寫出無數種。直鏈烷烴是最基本的結構,理論上這個鏈可以無限延長。在直鏈上有可能生出支鏈,這無疑增加了烷烴的種類。
所以,從4個碳的烷烴開始,同一種烷烴的分子式能代表多種結構,這種現象叫同分異構現象。隨著碳數的增多,異構體的數目會迅速增長(詳見oeis**中這個數列)。
烷烴還可能發生光學異構現象。當一個碳原子連線的四個原子團各不相同時,這個碳就叫做手性碳,這種物質就具有光學活性。
烷烴失去一個氫原子剩下的部分叫烷基,一般用r-表示。因此烷烴也可以用通式rh來表示。
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命名主頁面:iupac命名法
從上到下分別是正、異、新戊烷的結構式。它們的系統名稱分別是:戊烷、2-甲基丁烷、2,2-二甲基丙烷。
烷烴最早是使用習慣命名法來命名的。但是這種命名法對於碳數多,異構體多的烷烴很難使用。於是有人提出衍生命名法,將所有的烷烴看作是甲烷的衍生物,例如異丁烷叫做2-二甲基丙烷。
現在的命名法使用iupac命名法,烷烴的系統命名規則如下:
找出最長的碳鏈當主鏈,依碳數命名主鏈,前十個以天干(甲、乙、丙...)代表碳數,碳數多於十個時,以中文數字命名,如:十一烷。
從最近的取代基位置編號:1、2、3...(使取代基的位置數字越小越好)。以數字代表取代基的位置。數字與中文數字之間以 - 隔開。
有多個取代基時,以取代基數字最小且最長的碳鏈當主鏈,並依甲基、乙基、丙基的順序列出所有取代基。
有兩個以上的取代基相同時,在取代基前面加入中文數字:一、二、三...,如:二甲基,其位置以 , 隔開,一起列於取代基前面。
異辛烷(2,2,4-三甲基戊烷)的結構式。異辛烷是汽油抗爆震度的一個標準,其辛烷值定為100。
對於一些結構簡單或者常用的烷烴,還經常用俗名。如,習慣上直鏈烷烴的名稱前面加“正”字,但系統名稱中並沒有這個字。在主鏈的2位有一個甲基的稱為“異”,在2位有兩個甲基的稱為“新”。
這雖然只適合於異構體少的丁烷和戊烷,出於習慣還是保留了下來,甚至給不應該叫“異”的2,2,4-三甲基戊烷也冠上了“異辛烷”的名字。
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物理性質
烷烴密度比水小。不溶於水,溶於有機溶劑。熔沸點隨分子量增大和碳鏈增長而升高,同碳數的烷烴,支鏈越多沸點越低。
標況下,碳數小於5的(甲烷到丁烷)為氣態,5-17之間的(戊烷到十七烷)為液態,18個碳(十八烷)以上為固態。
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化學性質
烷烴性質很穩定,因為c-h鍵和c-c雙鍵相對穩定,難以斷裂。除了下面三種反應,烷烴幾乎不能進行其他反應。
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氧化反應
r + o2 → co2 + h2o
所有的烷烴都能燃燒,而且反應放熱極多。烷烴完全燃燒生成co2和h2o。如果o2的量不足,就會產生有毒氣體一氧化碳(co),甚至炭黑(c)。
以甲烷為例:
ch4 + 2 o2 → co2 + 2 h2o
o2**不足時,反應如下:
ch4 + 3/2 o2 → co + 2 h2o
ch4 + o2 → c + 2 h2o
分子量大的烷烴經常不能夠完全燃燒,它們在燃燒時會有黑煙產生,就是炭黑。汽車尾氣中的黑煙也是這麼一回事。
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鹵化反應
r + x2 → rx + hx
由於烷烴的結構太牢固,一般的有機反應不能進行。烷烴的滷代反應是一種自由基取代反應,反應的起始需要光能來產生自由基。
以下是甲烷被滷代的步驟。這個高度放熱的反應可以引起**。
鏈引發階段:在紫外線的催化下形成兩個cl的自由基
cl2 → cl* / *cl
鏈增長階段:一個h原子從甲烷中脫離;ch3cl開始形成。
ch4 + cl* → ch3+ + hcl (慢)
ch3+ + cl2 → ch3cl + cl*
鏈終止階段:兩個自由基重新組合
cl* 和 cl*, 或
r* 和 cl*, 或
ch3* 和 ch3*.
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裂化反應
裂化反應是大分子烴在高溫、高壓或有催化劑的條件下,**成小分子烴的過程。裂化反應屬於消除反應,因此烷烴的裂化總是生成烯烴。如十六烷(c16h34)經裂化可得到辛烷和辛烯(c8h18)。
由於每個鍵的環境不同,斷裂的機率也就不同,下面以丁烷的裂化為例討論這一點:
ch3-ch2-ch2-ch3 → ch4 + ch2=ch-ch3
過程中ch3-ch2鍵斷裂,可能性為48%;
ch3-ch2-ch2-ch3 → ch3-ch3 + ch2=ch2
過程中ch2-ch2鍵斷裂,可能性為38%;
ch3-ch2-ch2-ch3 → ch2=ch-ch2-ch3 + h2
過程中c-h鍵斷裂,可能性為14%。
裂化反應中,不同的條件能引發不同的機理,但反應過程類似。熱分解過程中有碳自由基產生,催化裂化過程中產生碳正離子和氫負離子。這些極不穩定的中間體經過重排、鍵的斷裂、氫的轉移等步驟形成穩定的小分子烴。
在工業中,深度的裂化叫做裂解,裂解的產物都是氣體,稱為裂解氣。
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烷烴在工業中
由於烷烴的製取成本較高(一般要用烯烴催化加氫),所以在工業上不製取烷烴,而是直接從石油中提取。由於烷烴不易發生反應,所以工業上也不把它作為化工基本原料。
烷烴的作用主要是做燃料。天然氣和沼氣(主要成分為甲烷)是近來廣泛使用的清潔能源。石油分餾得到的各種餾分適用於各種發動機:
c1~c4(40℃以下時的餾分)是石油氣,可作為燃料;
c5~c11(40~200℃時的餾分)是汽油,可作為燃料,也可作為化工原料;
c9~c18(150~250℃時的餾分)是煤油,可作為燃料;
c14~c20(200~350℃時的餾分)是柴油,可作為燃料;
c20以上的餾分是重油,再經減壓蒸餾能得到潤滑油、瀝青等物質。
此外,烷烴經過裂解得到烯烴這一反應已成為近年來生產乙烯的一種重要方法
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王蓮 學名 victoria regia lindl.是睡蓮科王蓮屬植物。多年生或一年生大型浮葉草本,有直立的根狀短莖和發達的不定鬚根,白色。擁有巨型奇特似盤的葉片,浮於水面,十分壯觀,並以它嬌容多變的花色和濃厚的香味聞名於世。夏季開花,單生,浮於水面,初為白色,次日變為深紅而枯萎。原產於南美熱帶地...
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