烃类化合物有哪些

烃类化合物种类

我们知道烃类化合物是石油化工、天然气、有机合成行业常见产品，那么常见的烃类化合物有哪些，如何分类呢？

烃类化合物的种类繁多，结构已知的有2000多种，主要包含烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃。按碳键连接方式分为链烃和环烃两类，前者碳原子连成链状。按价键被氢原子饱和的程度又可分为饱和烃及不饱和烃两类。饱和烃即烷烃，如甲烷、乙烷等;不饱和烃有烯烃及炔烃，典型的代表物是乙烯及乙炔。环烃分子中碳键连成闭合的环，它包括脂环烃及芳香烃两种。脂环烃与链烃有许多相似之处，一般环烷烃像烷烃，环烯烃、环炔烃分别像烯烃和炔烃。芳香烃主要是指含有苯环结构的烃。

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Z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。

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。

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征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。

烷烃的密度(density)随相对分子质量增大而增大，这也是分子间相互作用力的结果。烷烃中的σ键极性很小，且其分子偶极矩为零，是非极性分子。根据相似相溶原则， 烷烃可溶于非极性溶剂如四氯化碳、烃类化合物（乙mi、苯）中，不溶于极性溶剂，如水中。

环烷烃

环烷烃（huán wán tīng），含有脂环结构的饱和烃。有单环脂环和稠环脂环。含有1个脂环且环上无取代烷基的环烷烃，分子通式为CnH2n。环戊烷、环己烷及它们的烷基取代衍生物是石油产品中常见的环烷烃。稠环环烷烃存在于高沸点石油馏分中。环烷烃有很高的发热量，凝固点低，抗爆性介于正构烃和异构烃之间。化学性质和烷烃相似。其中以五碳脂环和六碳脂环的性质较稳定。

1. 环烷烃的分类：（1）按碳数的多少分 环上碳原子数为3~4时，称为小环；为5~6时，称为普通环；为7~12时，称为中环；大于12时，称为大环。（2）按环的多少分 分子中只有一个环的称为单环；两个环的称为双环；有三个或以上环的称为多环。 （3）按环的结合方式分 两个环共用一个碳原子——螺环；两个环共用两个碳原子——稠环；两个环共用两个以上碳原子——桥环。

2.命名：（1）单环 在相应的开链烃名称前加一个“环”字即可，若有官能团就使其位次号Z小或尽可能的使取代基有Zdi的系列编号。（2）多环 除了在开链烃的名称前加“环”字外，还需指明环的个数及两个桥头碳原子间的碳原子数，期间用“·”隔开，括在方括号里。

烯烃

烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物。属于不饱和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。双键中有一根属于能量较高的π键，不稳定，易断裂，所以会发生加成反应。

单链烯烃分子通式为CnH2n，常温下C2—C4为气体，是非极性分子，不溶或微溶于水。双键基团是烯烃分子中的官能团，具有反应活性，可发生氢化、卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧化、聚合等加成反应，还可氧化发生双键的断裂，生成醛、羧酸等。

烯烃的物理性质可以与烷烃对比。物理状态决定于分子质量。标况或常温下，简单的烯烃中，乙烯、丙烯和丁烯是气体，含有5至18个碳原子的直链烯烃是液体，更高级的烯烃则是蜡状固体。标况或常温下，C2～C4烯烃为气体；C5～C18为易挥发液体；C19以上固体。在正构烯烃中，随着相对分子质量的增加，沸点升高。同碳数正构烯烃的沸点比带支链的烯烃沸点高。相同碳架的烯烃，双键由链端移向链中间，沸点，熔点都有所增加。

烯烃的化学性质比较稳定，但比烷烃活泼。考虑到烯烃中的碳-碳双键比烷烃中的碳-碳单键强，所以大部分烯烃的反应都有双键的断开并形成两个新的单键。

炔烃

炔烃属于不饱和烃。其官能团为碳-碳三键（－C≡C－）。通式CnH2n-2，其中n为>=2正整数。简单的炔烃化合物有乙炔(C2H2)，丙炔(C3H4)等。炔烃原来也被叫做电石气，电石气通常也被用来特指炔烃中Z简单的乙炔。

“炔”字是新造字，音同缺（quē），左边的火取自“碳”字，表示可以燃烧；右边的夬取自“缺”字，表示氢原子数和化合价比烯烃更加缺少，意味着炔是烷（完整）和烯（稀少）的不饱和衍生物。

简单的炔烃的熔点、沸点，密度均比具有相同碳原子数的烷烃或烯烃高一些。不易溶于水，易溶于乙mi、苯、四氯化碳等有机溶剂中。炔烃可以和卤素、氢、卤化氢、水发生加成反应，也可发生聚合反应。因为乙炔在燃烧时放出大量的热，炔又常被用来做焊接时的原料。

炔烃的一般制备是通过邻二卤化烷烃的脱卤化氢作用，也可以通过金属炔化合物与一级卤化烷反应制得。在Fritsch-Buttenberg-Wiechell重排中，炔烃又溴化乙烯基起始制得。乙炔制作用煤或石油作原料，是生产乙炔的两种主要途径。随着天然气化学工业的发展，天然气即将成为乙炔的主要来源。

芳香烃

芳香烃，通常指分子中含有苯环结构的碳氢化合物。是闭链类的一种。具有苯环基本结构，历史上早期发现的这类化合物多有芳香味道，所以称这些烃类物质为芳香烃，后来发现的不具有芳香味道的烃类也都统一沿用这种叫法。例如苯、二甲苯、萘等。苯的同系物的通式是CnH2n-6 (n≥6)。芳香烃的π 电子数为4n+2 (n为非负整数)。

芳香烃不溶于水，但溶于有机溶剂，如乙mi、四氯化碳、石油醚等非极性溶剂。一般芳香烃均比水轻；沸点随相对分子质量升高而升高；熔点除与相对分子质量有关外，还与其结构有关，通常对位异构体由于分子对称，熔点较高。

苯具有特殊的稳定性，一般不易发生加成反应。但在特殊情况下，芳烃也能发生加成反应，而且总是三个双键同时发生反应，形成一个环己烷体系。如苯和氯在阳光下反应，生成六氯代环己烷。

碱金属（钠、钾或锂）在液氨与醇（乙醇、异丙醇或二级丁醇）的混合液中，与芳香化合物反应，苯环可被还原成1,4-环己二烯类化合物，这种反应叫做Birch（伯奇）还原。例如，苯可被还原成1,4-环己二烯。

烯、炔在室温下可迅速地被高锰酸钾氧化( oxidation)，但苯即使在高温下与高锰酸钾、铬酸等强氧化剂同煮，也不会被氧化。只有在五氧化二钒的催化作用下，苯才能在高温被氧化成顺丁烯二酸酐。