烷烴有關(guān)內(nèi)容
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烷烴 目錄[隱藏]
簡(jiǎn)介
成分
烷烴的命名
同分異構(gòu)體
異構(gòu)種類
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)
取代反應(yīng)
裂化反應(yīng)
烷烴的主要特征簡(jiǎn)介
成分
烷烴的命名
同分異構(gòu)體
異構(gòu)種類
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)
取代反應(yīng)
裂化反應(yīng)
烷烴的主要特征
[編輯本段]簡(jiǎn)介
常見(jiàn)烷烴烷烴即飽和烴（saturated group)，是只有碳碳單鍵和碳?xì)滏I的鏈烴，是最簡(jiǎn)單的一類有機(jī)化合物。烷烴分子里的碳原子之間以單鍵結(jié)合成鏈狀(直鏈或含支鏈)外，其余化合價(jià)全部為氫原子所飽和。烷烴分子中，氫原子的數(shù)目達(dá)到最大值。
[編輯本段]成分
烷烴的通式為CnH2n+2。分子中每個(gè)碳原子都是sp3雜化。 最簡(jiǎn)單的烷烴是甲烷。 烷烴中，每個(gè)碳原子都是四價(jià)的，采用sp3雜化軌道，與周圍的4個(gè)碳或氫原子形成牢固的σ鍵。連接了1、2、3、4個(gè)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，連接在同一個(gè)碳上的四個(gè)原子形成四面體(tetrahedron)。甲烷是標(biāo)準(zhǔn)的正四面體形態(tài)，其鍵角為109°28′（準(zhǔn)確值：arccos(-1/3)）。 理論上說(shuō)，由于烷烴的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所有的烷烴都能穩(wěn)定存在。但自然界中存在的烷烴最多不超過(guò)50個(gè)碳，最豐富的烷烴還是甲烷。 由于烷烴中的碳原子可以按規(guī)律隨意排列，所以烷烴的結(jié)構(gòu)可以寫出無(wú)數(shù)種。直鏈烷烴是最基本的結(jié)構(gòu)，理論上這個(gè)鏈可以無(wú)限延長(zhǎng)。在直鏈上有可能生出支鏈，這無(wú)疑增加了烷烴的種類。所以，從4個(gè)碳的烷烴開始，同一種烷烴的分子式能代表多種結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象叫同分異構(gòu)現(xiàn)象。隨著碳數(shù)的增多，異構(gòu)體的數(shù)目會(huì)迅速增長(zhǎng)，烷烴的熔沸點(diǎn)增加，但相同數(shù)目的碳原子，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。 烷烴還可能發(fā)生光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)碳原子連接的四個(gè)原子團(tuán)各不相同時(shí)，這個(gè)碳就叫做手性碳，這種物質(zhì)就具有光學(xué)活性。 烷烴失去一個(gè)氫原子剩下的部分叫烷基[1]，一般用R-表示。因此烷烴也可以用通式RH來(lái)表示。 烷烴最早是使用習(xí)慣命名法來(lái)命名的。但是這種命名法對(duì)于碳數(shù)多，異構(gòu)體多的烷烴很難使用。于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2-一甲基丙烷。
[編輯本段]烷烴的命名
現(xiàn)在的命名法使用IUPAC命名法，烷烴的系統(tǒng)命名規(guī)則如下： 找出最長(zhǎng)的碳鏈當(dāng)主鏈，依碳數(shù)命名主鏈，前十個(gè)以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳數(shù)，碳數(shù)多于十個(gè)時(shí)，以中文數(shù)字命名，如：十一烷。 從最近的取代基位置編號(hào)：1、2、3...(使取代基的位置數(shù)字越小越好)。以數(shù)字代表取代基的位置。數(shù)字與中文數(shù)字之間以 - 隔開。 烷烴有多個(gè)取代基時(shí)，以取代基數(shù)字最小且最長(zhǎng)的碳鏈當(dāng)主鏈，并依甲基、乙基、丙基的順序列出所有取代基。 有兩個(gè)以上的取代基相同時(shí)，在取代基前面加入中文數(shù)字：一、二、三...，如：二甲基，其位置以 , 隔開，一起列于取代基前面。 異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）的結(jié)構(gòu)式。異辛烷是汽油抗爆震度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其辛烷值定為100。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或者常用的烷烴，還經(jīng)常用俗名。如，習(xí)慣上直鏈烷烴的名稱前面加“正”字，但系統(tǒng)名稱中并沒(méi)有這個(gè)字。在主鏈的2位有一個(gè)甲基的稱為“異”，在2位有兩個(gè)甲基的稱為“新”。這雖然只適合于異構(gòu)體少的丁烷和戊烷，出于習(xí)慣還是保留了下來(lái)，甚至給不應(yīng)該叫“異”的2,2,4-三甲基戊烷也冠上了“異辛烷”的名字。
[編輯本段]同分異構(gòu)體
同分異構(gòu)體簡(jiǎn)稱異構(gòu)體，是具有相同分子式而分子中原子排列順序和方式不同的化合物。 有機(jī)物中的同分異構(gòu)體分為構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)兩大類。
[編輯本段]異構(gòu)種類
子或基團(tuán)連接的順序不同的，稱為構(gòu)造異構(gòu)。在分子中原子的結(jié)合順序相同，而原子或原子團(tuán)在空間的相對(duì)位置不同的，稱為立體異構(gòu)。 構(gòu)造異構(gòu)又分為鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)和官能團(tuán)異構(gòu)。立體異構(gòu)又分為構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)，而構(gòu)型異構(gòu)還分為順?lè)串悩?gòu)和旋光異構(gòu)。在高中，我們研究的主要是構(gòu)造異構(gòu)。 對(duì)于烷烴來(lái)說(shuō)，異構(gòu)體的數(shù)目隨著碳原子數(shù)目的增加而迅速增加。下表中列出了幾種烷烴從理論上講存在的異構(gòu)體數(shù)目。 碳原子數(shù) 分子式 異構(gòu)體數(shù)目 碳原子數(shù) 分子式 異構(gòu)體數(shù)目
1 2 3 4 5 6 7 8 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 1 1 1 2 3 5 9 18 9 10 11 12 13 14 15 16 20 C9H20 C10H22 C11H24 C12H26 C13H28 C14H30 C16H34 C20H42 35 75 159 355 802 1858 10359 366319
這些異構(gòu)體的數(shù)目是在20世紀(jì)30年代初用數(shù)學(xué)方法推算出來(lái)的。含有1～9個(gè)碳原子的烷烴，其實(shí)際所得到的異構(gòu)體的數(shù)目與理論推測(cè)完全相符，含10個(gè)碳原子的烷烴，從理論上推測(cè)出來(lái)的異構(gòu)體有一半已經(jīng)得到，更高級(jí)的烷烴只有少數(shù)的異構(gòu)體是已知的。
[編輯本段]物理性質(zhì)
烷烴隨著分子中碳原子數(shù)的增多，其物理性質(zhì)發(fā)生著規(guī)律性的變化： 1.常溫下，它們的狀態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)，且無(wú)論是氣體還是液體，均為無(wú)色。一般地，C1~C4氣態(tài)，C5~C16液態(tài)，C17以上固態(tài)。 2.它們的熔沸點(diǎn)由低到高。相同數(shù)目的碳原子，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。 3.烷烴的密度由小到大，但都小于1g/cm^3，即都小于水的密度。 4.烷烴都不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 CH3 | 注意：新戊烷（C(CH3)4）（也稱2,2-二甲基丙烷）由于支鏈較多，常溫常壓下也是氣體。 新戊烷結(jié)構(gòu)式| CH3
[編輯本段]化學(xué)性質(zhì)
烷烴性質(zhì)很穩(wěn)定，在烷烴的分子里,碳原子之間都以碳碳單鍵相結(jié)合成鏈關(guān),同甲烷一樣,碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合.因?yàn)镃-H鍵和C-C單鍵相對(duì)穩(wěn)定，難以斷裂。除了下面三種反應(yīng)，烷烴幾乎不能進(jìn)行其他反應(yīng)。(在通常情況下，與強(qiáng)酸.強(qiáng)堿.強(qiáng)氧化劑都不反應(yīng)）
氧化反應(yīng)
R + O2 → CO2 + H2O 或 CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2-----------(點(diǎn)燃)---- nCO2 + (n+1) H2O 所有的烷烴都能燃燒，而且反應(yīng)放熱極多。烷烴完全燃燒生成CO2和H2O。如果O2的量不足，就會(huì)產(chǎn)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供應(yīng)不足時(shí)，反應(yīng)如下： CH4 + 3/2 O2 → CO + 2 H2O CH4 + O2 → C + 2 H2O 分子量大的烷烴經(jīng)常不能夠完全燃燒，它們?cè)谌紵龝r(shí)會(huì)有黑煙產(chǎn)生，就是炭黑。汽車尾氣中的黑煙也是這么一回事。
取代反應(yīng)
R + X2 → RX + HX 由于烷烴的結(jié)構(gòu)太牢固，一般的有機(jī)反應(yīng)不能進(jìn)行。烷烴的鹵代反應(yīng)是一種自由基取代反應(yīng)，反應(yīng)的起始需要光能來(lái)產(chǎn)生自由基。 以下是甲烷被鹵代的步驟。這個(gè)高度放熱的反應(yīng)可以引起爆炸。 鏈引發(fā)階段：在紫外線的催化下形成兩個(gè)Cl的自由基 Cl2 → Cl* / *Cl 鏈增長(zhǎng)階段：一個(gè)H原子從甲烷中脫離；CH3Cl開始形成。 CH4 + Cl* → CH3Cl + HCl （慢） CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl 鏈終止階段：兩個(gè)自由基重新組合 Cl* 和 Cl*, 或 R* 和 Cl*, 或 CH3* 和 CH3*.
裂化反應(yīng)
裂化反應(yīng)是大分子烴在高溫、高壓或有催化劑的條件下，分裂成小分子烴的過(guò)程。裂化反應(yīng)屬于消除反應(yīng)，因此烷烴的裂化總是生成烯烴。如十六烷(C16H34)經(jīng)裂化可得到辛烷(C8H18)和辛烯(C8H16)。 由于每個(gè)鍵的環(huán)境不同，斷裂的機(jī)率也就不同，下面以丁烷的裂化為例討論這一點(diǎn)： CH3-CH2-CH2-CH3 → CH4 + CH2=CH-CH3 過(guò)程中CH3-CH2鍵斷裂，可能性為48%； CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH3 + CH2=CH2 過(guò)程中CH2-CH2鍵斷裂，可能性為38%； CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2 過(guò)程中C-H鍵斷裂，可能性為14%。 裂化反應(yīng)中，不同的條件能引發(fā)不同的機(jī)理，但反應(yīng)過(guò)程類似。熱分解過(guò)程中有碳自由基產(chǎn)生，催化裂化過(guò)程中產(chǎn)生碳正離子和氫負(fù)離子。這些極不穩(wěn)定的中間體經(jīng)過(guò)重排、鍵的斷裂、氫的轉(zhuǎn)移等步驟形成穩(wěn)定的小分子烴。 在工業(yè)中，深度的裂化叫做裂解，裂解的產(chǎn)物都是氣體，稱為裂解氣。 由于烷烴的制取成本較高（一般要用烯烴催化加氫），所以在工業(yè)上不制取烷烴，而是直接從石油中提取。 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(lái)廣泛使用的清潔能源。石油分餾得到的各種餾分適用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)： C1~C4(40℃以下時(shí)的餾分)是石油氣，可作為燃料； C5~C11(40~200℃時(shí)的餾分)是汽油，可作為燃料，也可作為化工原料； C9~C18(150~250℃時(shí)的餾分)是煤油，可作為燃料； C14~C20(200~350℃時(shí)的餾分)是柴油，可作為燃料； C20以上的餾分是重油，再經(jīng)減壓蒸餾能得到潤(rùn)滑油、瀝青等物質(zhì)。 此外，烷烴經(jīng)過(guò)裂解得到烯烴這一反應(yīng)已成為近年來(lái)生產(chǎn)乙烯的一種重要方法。 英文命名對(duì)照 n Name Formula Alkyl 1 Methane CH4 Methyl 2 Ethane C2H6 Ethyl 3 Propane C3H8 Propyl 4 Butane C4H10 Butyl 5 Pentane C5H12 Pentyl 6 Hexane C6H14 Hexyl 7 Heptane C7H16 Heptyl 8 Octane C8H18 Octyl 9 Nonane C9H20 Nonyl 10 Decane C10H22 Decyl 例如，2,2,4-三甲基戊烷 2，2，4－trimethylpentane
[編輯本段]烷烴的主要特征
碳原子數(shù) 名稱 分子式 熔點(diǎn)（℃） 沸點(diǎn)（℃） 常溫下的狀態(tài) 1 甲烷 CH4 - 183 161 氣態(tài) 2 乙烷 C2H6 - 184 89 氣態(tài) 3 丙烷 C3H8 - 188 - 42 氣態(tài) 4 丁烷 C4H10 - 138 - 0.5 氣態(tài) 5 戊烷 C5H12 - 130 36 液態(tài) 6 己烷 C6H14 - 95 69 7 庚烷 C7H16 - 91 98 8 辛烷 C8H18 - 57 126 9 壬烷 C9H20 - 54 151 10 癸烷 C10H22 - 30 174 11 十一烷 C11H24 26 196 12 十二烷 C12H26 10 216 13 十三烷 C13H28 6 234 ... 以上是液態(tài) 17 十七烷 C17H36 22 292 固態(tài) 18 十八烷 C18H38 28 308 固態(tài)
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烷烴的命名
同分異構(gòu)體
異構(gòu)種類
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì)氧化反應(yīng)
取代反應(yīng)
裂化反應(yīng)
烷烴的主要特征簡(jiǎn)介
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烷烴的命名
同分異構(gòu)體
異構(gòu)種類
物理性質(zhì)
化學(xué)性質(zhì) 氧化反應(yīng)
取代反應(yīng)
裂化反應(yīng)
烷烴的主要特征
[編輯本段]簡(jiǎn)介
常見(jiàn)烷烴烷烴即飽和烴（saturated group)，是只有碳碳單鍵和碳?xì)滏I的鏈烴，是最簡(jiǎn)單的一類有機(jī)化合物。烷烴分子里的碳原子之間以單鍵結(jié)合成鏈狀(直鏈或含支鏈)外，其余化合價(jià)全部為氫原子所飽和。烷烴分子中，氫原子的數(shù)目達(dá)到最大值。
[編輯本段]成分
烷烴的通式為CnH2n+2。分子中每個(gè)碳原子都是sp3雜化。 最簡(jiǎn)單的烷烴是甲烷。 烷烴中，每個(gè)碳原子都是四價(jià)的，采用sp3雜化軌道，與周圍的4個(gè)碳或氫原子形成牢固的σ鍵。連接了1、2、3、4個(gè)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，連接在同一個(gè)碳上的四個(gè)原子形成四面體(tetrahedron)。甲烷是標(biāo)準(zhǔn)的正四面體形態(tài)，其鍵角為109°28′（準(zhǔn)確值：arccos(-1/3)）。 理論上說(shuō)，由于烷烴的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，所有的烷烴都能穩(wěn)定存在。但自然界中存在的烷烴最多不超過(guò)50個(gè)碳，最豐富的烷烴還是甲烷。 由于烷烴中的碳原子可以按規(guī)律隨意排列，所以烷烴的結(jié)構(gòu)可以寫出無(wú)數(shù)種。直鏈烷烴是最基本的結(jié)構(gòu)，理論上這個(gè)鏈可以無(wú)限延長(zhǎng)。在直鏈上有可能生出支鏈，這無(wú)疑增加了烷烴的種類。所以，從4個(gè)碳的烷烴開始，同一種烷烴的分子式能代表多種結(jié)構(gòu)，這種現(xiàn)象叫同分異構(gòu)現(xiàn)象。隨著碳數(shù)的增多，異構(gòu)體的數(shù)目會(huì)迅速增長(zhǎng)，烷烴的熔沸點(diǎn)增加，但相同數(shù)目的碳原子，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。 烷烴還可能發(fā)生光學(xué)異構(gòu)現(xiàn)象。當(dāng)一個(gè)碳原子連接的四個(gè)原子團(tuán)各不相同時(shí)，這個(gè)碳就叫做手性碳，這種物質(zhì)就具有光學(xué)活性。 烷烴失去一個(gè)氫原子剩下的部分叫烷基[1]，一般用R-表示。因此烷烴也可以用通式RH來(lái)表示。 烷烴最早是使用習(xí)慣命名法來(lái)命名的。但是這種命名法對(duì)于碳數(shù)多，異構(gòu)體多的烷烴很難使用。于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2-一甲基丙烷。
[編輯本段]烷烴的命名
現(xiàn)在的命名法使用IUPAC命名法，烷烴的系統(tǒng)命名規(guī)則如下： 找出最長(zhǎng)的碳鏈當(dāng)主鏈，依碳數(shù)命名主鏈，前十個(gè)以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳數(shù)，碳數(shù)多于十個(gè)時(shí)，以中文數(shù)字命名，如：十一烷。 從最近的取代基位置編號(hào)：1、2、3...(使取代基的位置數(shù)字越小越好)。以數(shù)字代表取代基的位置。數(shù)字與中文數(shù)字之間以 - 隔開。 烷烴有多個(gè)取代基時(shí)，以取代基數(shù)字最小且最長(zhǎng)的碳鏈當(dāng)主鏈，并依甲基、乙基、丙基的順序列出所有取代基。 有兩個(gè)以上的取代基相同時(shí)，在取代基前面加入中文數(shù)字：一、二、三...，如：二甲基，其位置以 , 隔開，一起列于取代基前面。 異辛烷（2,2,4-三甲基戊烷）的結(jié)構(gòu)式。異辛烷是汽油抗爆震度的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，其辛烷值定為100。對(duì)于一些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單或者常用的烷烴，還經(jīng)常用俗名。如，習(xí)慣上直鏈烷烴的名稱前面加“正”字，但系統(tǒng)名稱中并沒(méi)有這個(gè)字。在主鏈的2位有一個(gè)甲基的稱為“異”，在2位有兩個(gè)甲基的稱為“新”。這雖然只適合于異構(gòu)體少的丁烷和戊烷，出于習(xí)慣還是保留了下來(lái)，甚至給不應(yīng)該叫“異”的2,2,4-三甲基戊烷也冠上了“異辛烷”的名字。
[編輯本段]同分異構(gòu)體
同分異構(gòu)體簡(jiǎn)稱異構(gòu)體，是具有相同分子式而分子中原子排列順序和方式不同的化合物。 有機(jī)物中的同分異構(gòu)體分為構(gòu)造異構(gòu)和立體異構(gòu)兩大類。
[編輯本段]異構(gòu)種類
子或基團(tuán)連接的順序不同的，稱為構(gòu)造異構(gòu)。在分子中原子的結(jié)合順序相同，而原子或原子團(tuán)在空間的相對(duì)位置不同的，稱為立體異構(gòu)。 構(gòu)造異構(gòu)又分為鏈異構(gòu)、位置異構(gòu)和官能團(tuán)異構(gòu)。立體異構(gòu)又分為構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)，而構(gòu)型異構(gòu)還分為順?lè)串悩?gòu)和旋光異構(gòu)。在高中，我們研究的主要是構(gòu)造異構(gòu)。 對(duì)于烷烴來(lái)說(shuō)，異構(gòu)體的數(shù)目隨著碳原子數(shù)目的增加而迅速增加。下表中列出了幾種烷烴從理論上講存在的異構(gòu)體數(shù)目。 碳原子數(shù) 分子式 異構(gòu)體數(shù)目 碳原子數(shù) 分子式 異構(gòu)體數(shù)目
1 2 3 4 5 6 7 8 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 1 1 1 2 3 5 9 18 9 10 11 12 13 14 15 16 20 C9H20 C10H22 C11H24 C12H26 C13H28 C14H30 C16H34 C20H42 35 75 159 355 802 1858 10359 366319
這些異構(gòu)體的數(shù)目是在20世紀(jì)30年代初用數(shù)學(xué)方法推算出來(lái)的。含有1～9個(gè)碳原子的烷烴，其實(shí)際所得到的異構(gòu)體的數(shù)目與理論推測(cè)完全相符，含10個(gè)碳原子的烷烴，從理論上推測(cè)出來(lái)的異構(gòu)體有一半已經(jīng)得到，更高級(jí)的烷烴只有少數(shù)的異構(gòu)體是已知的。
[編輯本段]物理性質(zhì)
烷烴隨著分子中碳原子數(shù)的增多，其物理性質(zhì)發(fā)生著規(guī)律性的變化： 1.常溫下，它們的狀態(tài)由氣態(tài)、液態(tài)到固態(tài)，且無(wú)論是氣體還是液體，均為無(wú)色。一般地，C1~C4氣態(tài)，C5~C16液態(tài)，C17以上固態(tài)。 2.它們的熔沸點(diǎn)由低到高。相同數(shù)目的碳原子，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低。 3.烷烴的密度由小到大，但都小于1g/cm^3，即都小于水的密度。 4.烷烴都不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑。 CH3 | 注意：新戊烷（C(CH3)4）（也稱2,2-二甲基丙烷）由于支鏈較多，常溫常壓下也是氣體。 新戊烷結(jié)構(gòu)式| CH3
[編輯本段]化學(xué)性質(zhì)
烷烴性質(zhì)很穩(wěn)定，在烷烴的分子里,碳原子之間都以碳碳單鍵相結(jié)合成鏈關(guān),同甲烷一樣,碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子相結(jié)合.因?yàn)镃-H鍵和C-C單鍵相對(duì)穩(wěn)定，難以斷裂。除了下面三種反應(yīng)，烷烴幾乎不能進(jìn)行其他反應(yīng)。(在通常情況下，與強(qiáng)酸.強(qiáng)堿.強(qiáng)氧化劑都不反應(yīng)）
氧化反應(yīng)
R + O2 → CO2 + H2O 或 CnH2n+2 + (3n+1)/2 O2-----------(點(diǎn)燃)---- nCO2 + (n+1) H2O 所有的烷烴都能燃燒，而且反應(yīng)放熱極多。烷烴完全燃燒生成CO2和H2O。如果O2的量不足，就會(huì)產(chǎn)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供應(yīng)不足時(shí)，反應(yīng)如下： CH4 + 3/2 O2 → CO + 2 H2O CH4 + O2 → C + 2 H2O 分子量大的烷烴經(jīng)常不能夠完全燃燒，它們?cè)谌紵龝r(shí)會(huì)有黑煙產(chǎn)生，就是炭黑。汽車尾氣中的黑煙也是這么一回事。
取代反應(yīng)
R + X2 → RX + HX 由于烷烴的結(jié)構(gòu)太牢固，一般的有機(jī)反應(yīng)不能進(jìn)行。烷烴的鹵代反應(yīng)是一種自由基取代反應(yīng)，反應(yīng)的起始需要光能來(lái)產(chǎn)生自由基。 以下是甲烷被鹵代的步驟。這個(gè)高度放熱的反應(yīng)可以引起爆炸。 鏈引發(fā)階段：在紫外線的催化下形成兩個(gè)Cl的自由基 Cl2 → Cl* / *Cl 鏈增長(zhǎng)階段：一個(gè)H原子從甲烷中脫離；CH3Cl開始形成。 CH4 + Cl* → CH3Cl + HCl （慢） CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl 鏈終止階段：兩個(gè)自由基重新組合 Cl* 和 Cl*, 或 R* 和 Cl*, 或 CH3* 和 CH3*.
裂化反應(yīng)
裂化反應(yīng)是大分子烴在高溫、高壓或有催化劑的條件下，分裂成小分子烴的過(guò)程。裂化反應(yīng)屬于消除反應(yīng)，因此烷烴的裂化總是生成烯烴。如十六烷(C16H34)經(jīng)裂化可得到辛烷(C8H18)和辛烯(C8H16)。 由于每個(gè)鍵的環(huán)境不同，斷裂的機(jī)率也就不同，下面以丁烷的裂化為例討論這一點(diǎn)： CH3-CH2-CH2-CH3 → CH4 + CH2=CH-CH3 過(guò)程中CH3-CH2鍵斷裂，可能性為48%； CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH3 + CH2=CH2 過(guò)程中CH2-CH2鍵斷裂，可能性為38%； CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2 過(guò)程中C-H鍵斷裂，可能性為14%。 裂化反應(yīng)中，不同的條件能引發(fā)不同的機(jī)理，但反應(yīng)過(guò)程類似。熱分解過(guò)程中有碳自由基產(chǎn)生，催化裂化過(guò)程中產(chǎn)生碳正離子和氫負(fù)離子。這些極不穩(wěn)定的中間體經(jīng)過(guò)重排、鍵的斷裂、氫的轉(zhuǎn)移等步驟形成穩(wěn)定的小分子烴。 在工業(yè)中，深度的裂化叫做裂解，裂解的產(chǎn)物都是氣體，稱為裂解氣。 由于烷烴的制取成本較高（一般要用烯烴催化加氫），所以在工業(yè)上不制取烷烴，而是直接從石油中提取。 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(lái)廣泛使用的清潔能源。石油分餾得到的各種餾分適用于各種發(fā)動(dòng)機(jī)： C1~C4(40℃以下時(shí)的餾分)是石油氣，可作為燃料； C5~C11(40~200℃時(shí)的餾分)是汽油，可作為燃料，也可作為化工原料； C9~C18(150~250℃時(shí)的餾分)是煤油，可作為燃料； C14~C20(200~350℃時(shí)的餾分)是柴油，可作為燃料； C20以上的餾分是重油，再經(jīng)減壓蒸餾能得到潤(rùn)滑油、瀝青等物質(zhì)。 此外，烷烴經(jīng)過(guò)裂解得到烯烴這一反應(yīng)已成為近年來(lái)生產(chǎn)乙烯的一種重要方法。 英文命名對(duì)照 n Name Formula Alkyl 1 Methane CH4 Methyl 2 Ethane C2H6 Ethyl 3 Propane C3H8 Propyl 4 Butane C4H10 Butyl 5 Pentane C5H12 Pentyl 6 Hexane C6H14 Hexyl 7 Heptane C7H16 Heptyl 8 Octane C8H18 Octyl 9 Nonane C9H20 Nonyl 10 Decane C10H22 Decyl 例如，2,2,4-三甲基戊烷 2，2，4－trimethylpentane
[編輯本段]烷烴的主要特征
碳原子數(shù) 名稱 分子式 熔點(diǎn)（℃） 沸點(diǎn)（℃） 常溫下的狀態(tài) 1 甲烷 CH4 - 183 161 氣態(tài) 2 乙烷 C2H6 - 184 89 氣態(tài) 3 丙烷 C3H8 - 188 - 42 氣態(tài) 4 丁烷 C4H10 - 138 - 0.5 氣態(tài) 5 戊烷 C5H12 - 130 36 液態(tài) 6 己烷 C6H14 - 95 69 7 庚烷 C7H16 - 91 98 8 辛烷 C8H18 - 57 126 9 壬烷 C9H20 - 54 151 10 癸烷 C10H22 - 30 174 11 十一烷 C11H24 26 196 12 十二烷 C12H26 10 216 13 十三烷 C13H28 6 234 ... 以上是液態(tài) 17 十七烷 C17H36 22 292 固態(tài) 18 十八烷 C18H38 28 308 固態(tài)
好
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