烷烃


烷烃

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烷烃【烷烃】烷烃(wán tīng),是开链的饱和链烃(saturated group),分子中的碳原子都以单键相连,其余的价键都与氢结合而成的化合物 。通式为CnH2n+2,是最简单的一种有机化合物 。烷烃的主要来源是石油和天然气,是重要的化工原料和能源物资 。
基本介绍中文名:烷烃
英文名:Alkane
别称:饱和烃
化学式:C(n)H(2n+2)
分子量:14.026n+2.016
CAS登录号:64742-48-9
水溶性:不溶 
密度:小于水,即<1kg/m^3
外观:无色透明
闪点:60
套用:燃料 
安全性描述:绝大部分安全,小部分在特定条件下易造成威胁人身安全的事故 。
危险性描述:易燃 
定义只由碳氢两种元素组成的化合物称为碳氢化合物,简称为烃 。根据烃分子骨架的不同,烃可分为链烃(脂肪烃)和环烃(脂环烃)两大类 。链烃又可以分为饱和烃和不饱和烃 。其中饱和烃就是烷烃,整体构造大多仅由碳氢原子以碳碳单键与碳氢单键组成的有机化合物,饱和意味着分子中的碳原子和其他原子的结合达到了最大限度 。上述可知,严格说来烷烃并不包括环烷烃,故本词条着重阐释不含环状的烷烃 。物理性质1.当碳原子数小于或等于4时,烷烃在常温下呈气态,其他的烷烃常温下呈固态或液态(新戊烷常温下为气态)2.都不溶于水,易溶于有机溶剂 。3.随碳原子数的增加沸点逐渐升高 。4.随碳原子数的增加,相对密度逐渐增大 。烷烃的密度一般小于水的密度 。微观结构烷烃并非是结构式所画的平面结构,而是立体形状的,所有的碳原子都是sp3杂化,各原子之间都以σ键相连,键角接近109°28‘,C-C键的平均键长为154 pm,C-H键的平均键长为109 pm,由于σ键电子云沿键轴呈轴对称分布,两个成键原子可绕键轴“自由”转动 。
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化学式从甲烷开始,每增加一个碳原子就相应地增加两个氢原子,因此烷烃的通式为CnH2n+2,n表示碳原子的数目(n=1,2,3,···),理论上n可以很大,但已知的烷烃n大约在100以内 。拥有相同分子通式和结构特徵的一系列化合物称为同系列,烷烃同系差为CH2,C原子个数不同的烷烃互为同系物 。同系列中的同系物的结构相似,化学性质相近,物理性质随着碳原子的增加而呈现规律性变化 。物理性质气味低沸点(boiling point)的烷烃为无色液体,有特殊气味;高沸点烷烃为黏稠油状液体,无味 。物态烷烃的物理性质随分子中碳原子数的增加,呈现规律性的变化 。在室温25°下,含有1~4个碳原子的烷烃为气体 。含有5~17个碳原子的烷烃为液体 。但实际上含有10~19个碳原子的烷烃正常温度下可以为固体 。含有18个碳原子以上的正烷烃为固体,但直至含有60个碳原子的正烷烃(熔点99℃)后的熔点(melting point)都不超过100℃ 。烷烃为非极性分子(non-polar molecule),偶极矩(dipole moment)为零,但分子中电荷的分配不是很均匀的,在运动中可以产生瞬时偶极矩,瞬时偶极矩间有相互作用力(色散力) 。此外分子间还有范德华力,这些分子间的作用力比化学键的小一二个数量级,克服这些作用力所需能量也较低,因此一般有机化合物的熔点、沸点很少超过300℃ 。沸点正烷烃的沸点随碳原子的增多的而升高,这是因为分子运动所需的能量增大,分子间的接触面增大,范德华力随之增强 。低级烷烃每增加一个CH2,相对分子质量变化较大,沸点也相差较大;高级烷烃沸点差距逐渐减小 。故低级烷烃比较容易分离,高级烷烃分离困难得多 。