炔烴的物理性質

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簡介

炔烴是由碳和氫組成的最基本的無機分子。碳氫化合物是自然界中存在的東西，也是人們日常生活中使用的任何東西中都存在的東西。這就是它們被認為是母體有機化合物的原因。任何化合物都可以透過取代氫原子來製備。

什麼是炔烴？

炔烴可以定義為非極性不飽和烴，碳原子之間存在三鍵，可以表示為 -C≡C-。其通式為 $\mathrm{C_nH_{2n–2}}$，其中 n 的值可以變化；可以是 2、3、4、5 等等。

圖 1：炔烴：乙炔

最簡單的炔烴至少有一個三鍵。炔烴也被稱為乙炔。然而，這個名稱有時僅指一種炔烴，即 C₂H₂。炔烴也被稱為乙醯基，並且是疏水的。

炔烴的結構

炔烴的鍵意味著 H–C≡C 鍵角形成 180° 角，並且由於該角，它們看起來像一根杆。其三鍵非常強，以至於“鍵能為 839 kJ/mol。然而，鍵合是根據分子軌道理論討論的，其中三鍵被認為是由 s 和 p 軌道的重疊產生的。

圖 2：炔烴的結構

根據 IUPAC 框架，隨著 $\mathrm{C_nH_{2n–2}}$ 中 n 的變化，每種炔烴的名稱以特定的方式形成。它們都帶有後綴 -yne，字首取決於碳原子數。例如，乙炔的碳原子數為 2，其化學式為 $\mathrm{C_2H_2}$，丁炔也是如此，其中碳原子數為 4，其化學式為 $\mathrm{C_4H_6}$。

其他一些炔烴有：丙炔、戊炔、己炔、庚炔、辛炔，它們的碳原子數分別為 3、5、6、7、8。

炔烴的異構現象

炔烴的結構異構主要有四種類型，它們是：

• 鏈異構：這種異構發生在炔烴具有五個或更多碳原子，並且由於各種碳鏈構型而產生的。

• 位置異構：在這種異構中，異構體根據三鍵的位置而不同。

• 官能團異構：在這種異構中，二烯的官能團異構體是含有兩個雙鍵的化合物。

• 環鏈異構：在這種異構中，它們與環烷烴表現出環鏈異構。

炔烴的物理性質

炔烴最常見的物理性質與烷烴和烯烴有些相似：

炔烴的物理狀態

它們是不飽和碳，在碳位點具有三鍵。該組的前三個成員是無色的，以氣體形式存在，而其餘八個成員是液體，除此之外，較高階的炔烴以固體形式存在。炔烴本質上是輕微的極性。

氣味或臭味

所有炔烴成員都是無臭的，但乙炔具有大蒜樣氣味。其背後的原因是磷化氫雜質的存在。除此之外，乙烯具有輕微的氣味。

炔烴的沸點和熔點

炔烴的熔點和沸點取決於分子量。這兩個點隨著分子量的增加而增加。如果將炔烴的熔點和沸點與烷烴和烯烴進行比較，則它們更高。

溶解度

炔烴在非極性溶劑中表現出可溶性，而在極性溶劑（如水）中不溶。

密度

炔烴的密度隨著分子量的增加而增加。如果可以與水進行比較，它們是輕的。炔烴的密度範圍為 0.69–0.77 g/cm³。

炔烴的用途

炔烴用於許多行業，例如：

• 乙炔具有極高的火焰，因此它們被用於氧乙炔氣體焊接和切割。

• 它們被用作燃料。

• 它用於製造天然混合物，例如乙醇、乙酸和丙烯酸。

• 它們被用作氣體燈。

• 乙炔用於使水果成熟。

• 它們用於製造順式和反式烯烴。

結論

炔烴具有獨特的結構，這使其與其他化合物不同，並且在有機化學領域至關重要。它們主要有兩種型別，即末端炔烴和內炔烴。與任何其他碳氫化合物一樣，炔烴本質上也是疏水的。

常見問題

Q1. 炔烴的主要性質是什麼？

答：炔烴是不飽和烴，其物理性質與烷烴和烯烴相似。其中最重要的是 - 溶解於有機溶劑，並且在極性溶劑中稍微溶解。然而，它們不溶於水。

Q2. 炔烴具有酸性嗎？

答：炔烴本質上是酸性的，其原因是它們可以“釋放氫原子，然後可以形成炔負離子。由於炔烴的酸性，它們可以用作布朗斯臺德-勞裡酸”。

Q3. 炔烴的主要用途是什麼？

答：炔烴被用作幫助洞穴探險的燈籠。它也用作氧乙炔炬的燃料。由於其能夠產生高溫，因此它在焊接和切割金屬方面是首選。

Q4. 為什麼炔烴具有較高的沸點？

答：炔烴的沸點隨著分子量的增加而升高。不僅如此，熔點也會因此而升高。