烃

烴（）[1]，又稱碳氫化合物（英語：），是有機化合物的一種，只由碳和氫組成。烴類包括了烷烴、烯烴、炔烴及芳香烴，是許多其他有機化合物的基體。

圖中為最簡單的烴類——甲烷（CH4）。此化合物僅由碳和氫組成，符合烴類的特色。
甲烷的球棍模型。

名稱

字形

「烴」字是化學家取碳和氫兩個字中的單元組合成的[2]，由「碳」字右下處的「火」以及「氫」字下半部的「巠」所組合而成。

发音
  • 中國大陆普通话為「聽」（tīng，ㄊㄧㄥ），此乃取碳的聲母和氫的韻母組合[3]。
  • 在台灣，教育部國語暫皆採國語辭典簡編本，發音為「烴」（ㄊㄧㄥ，tīng）[4]。微軟新注音輸入法的「」（正體字）則仍使用舊發音(ㄐ一ㄥˇ)。除此之外，在化學方面，根據國立編譯館的化學命名原則第四版較第三版新增部分的附錄一火部中，讀做「聽」（ㄊㄧㄥ，tīng）。[5]
  • 在粵語中，「烴」音同「境」（gìng），亦可取「碳氫切」讀為「聽」（tīng，ㄊㄧㄥ）。

定义

仅由碳和氢两种元素组成的有机化合物。

性質

烴類皆難溶於水，在完全燃燒下可轉化為二氧化碳和水[6]，反應式如下：

烴類會因組合結構的不同，其性質可能會有極大的差異。若結構相似，則性質相近；若結構不同，性質不同。正因此，烴類種類繁多，是化學中的大宗；但也由此許多化學式相同的物質，其性質不相同。例如：1－丁烯和環丁烷，化學式皆為，但1－丁烯的沸點為－6.3℃[7]，環丁烷的沸點卻為12.5 °C[8]。

環丁烷結構圖，為環烷烴的一種，皆以單鍵連接1-丁烯結構圖，部分為雙鍵連接


分類與命名

烴類的分類法有許多種，可依其分子結構分為鏈烴及環烴，其中鏈烴分子中的碳原子是以開鏈方式連結，例如：鏈烷、鏈烯與鏈炔，環烴的分子結構則為環狀，包含脂環烴（環烷、環烯與環炔）及芳香烴兩類。烴類也可依其原子間的鍵結方式分為飽和烴及不飽和烴，飽和烴是指烴分子中的碳原子只以單鍵結合者，包含各種烷類，不飽和烴則是指烴分子中的碳原子兼含有雙鍵或叄鍵者，例如烯類、炔類及芳香烴等。此外，烴類依其化學性質也可分為脂肪烴及芳香烴兩大類，脂肪烴為鏈烴和脂環烴的合稱，芳香烴則是指分子結構中帶苯環的烴。另外，芳香烴之環上接有脂肪族者稱為脂芳烴。[9]

烴類的命名，多採用IUPAC命名法。

命名烴類，須先了解其共價鍵，若其皆為單鍵，命名其為烷烴；若有雙鍵，命名為烯烴；若有三鍵，則初步命名為炔烴。若組成為環狀，則初步命名為環烴。但若结构中出现苯环，則其為芳烴[10]。

烷烴類

不考慮環烷烴的情況下，此類的化學式通式為：CnH2n+2。
[11] 烷烴類的命名方法為：找出最長的碳鍵作為主鍵，依碳數命名之。若碳數小於十，以天干[註 1]命名；若碳數多於十時，以中文數字命名，如：十一烷。
然後，再從最近的取代基開始以阿拉伯數字前冠，並以「-」隔開阿拉伯數字與中文，再依照同主鍵的方法命名之。若有多個相同取代基，則再用國文小寫數字前冠。
因為烷類一般簡單，故亦會使用「正、異、新」去區隔同樣化學式的烷類。IUPAC也曾推薦過此種命名方式[12]。如例戊烷的命名方式[13]：

正戊烷
戊烷		异戊烷
2-甲基丁烷		新戊烷
2,2-二甲基丙烷


烯烴類
主条目：烯烴

若不考慮二烯、三烯、環烯烴等狀況，此類的化學式通式為：CnH2n。
[14] 烯烴的命名方式和烷烴相似，惟須注意以下幾點：

  • 烯烴須把雙鍵的最長鍵作為主鍵。
  • 若結構裡出現了多次雙鍵的情形，則依其出現次數作國文小寫數字的前冠。例如：二烯、三烯等。
  • 烯烴的異構體可用「順、反」作標示，亦有些用「正、異」標示。

根據以上規則的某些實例：

順、反丁烯：

  • 順-2-丁烯
  • 反-2-丁烯

異戊二烯[15][16]

炔烴類
主条目：炔烴

若不考慮雙鍵及三鍵同時出現的狀況，以及二炔、環炔烴等狀況，此類的化學式通式為：CnH2n-2。
[17] 炔類的命名方式也相似於烷類，但有以下幾點不同：

  • 炔類須把三鍵的最長鍵當主鍵。
  • 炔類沒有異構體但有環狀形態，例如：環辛炔。

根據以上規則的某些實例：

乙炔、丙炔[18][19]：

  • 乙炔
  • 丙炔

環烴類

環烴類的命名，首先必須確定碳原子以環狀排列，且並不屬於芳香烴類。然後，再確定其皆為單鍵組成，抑或是有雙鍵、參鍵的部分。如皆為單鍵，則和烷類的命名方式相同，僅需在前添加一環字，以做識別。如有雙鍵部分，則和烯類的命名方式相同，但須在前添加一環字識別。如有参鍵部分，則和炔類的命名方式相同，但須在前添加一環字識別。

根據以上規則的某些實例：

環戊二烯[20]：

丙烷和環丙烷： [21]

  • 丙烷，化學式為
  • 環丙烷，化學式為

芳香烴
主条目：芳香烴

參見下表：

用途

烴類是一個於生活中應用廣泛的化合物。

各方面的應用

烴類化合物最大的應用層面為能源資源，而其亦為地球上最重要的能源資源。

石油與分餾

但一般開採到的烴類，大多是石油等等的混合物，因此需要經過分餾的階段，以下是分餾溫度，碳數，以及用途的簡表：[22]

成分碳數分餾溫度用途
石油氣1-4＜20℃燃料、化工原料
石油醚5-620℃－60℃有機溶劑
汽油7-960℃－200℃燃料
煤油10-16175℃－300℃燃料
柴油15-20250℃－400℃燃料
潤滑油18-22＞310℃潤滑油
殘留物18-40瀝青、鋪路、防水材料

烴類在經濟上扮演著重要的角色，許多主要的化石燃料皆隸屬於其類別。如：煤炭、石油和天然氣，以及它的衍生物，塑料、石蠟、蠟等，還有一些會再工業上應用的部分溶劑與油皆屬於碳氫化合物。

注释
  1. 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸

參見
维基共享资源中相关的多媒体资源：烃

参考文献
  1. http://dict.concised.moe.edu.tw/cgi-bin/jbdic/gsweb.cgi?ccd=a2oo9e&o=e0&sec1=1&op=sid=%22W00000025666%22.&v=-2
  2. 漢典
  3. 在线新华字典
  4. .
  5. 第四版. 國立編譯館. 2004.
  6. 許立侖、許喆翔. . 康軒文教事業.
  7. 丁烯介紹，結構式為CH2=CHCH2CH3
  8. 邢其毅等《基础有机化学》第三版上册。北京：高等教育出版社，2005年。ISBN 978-7-04-016637-8
  9. 高雄市立高雄高級中學化學科研究. . : 2 （中文（台灣）‎）.
  10. 參考自IUPAC命名法
  11. Silderberg, 623
  12. Panico, R.; & Powell, W. H. (Eds.). . Oxford: Blackwell Science. 1994. ISBN 978-0-632-03488-8.
  13. 异戊烷
  14. Silderberg, 628
  15. Reimann, S., Calanca, P. and Hofer, P., The anthropogenic contribution to isoprene concentrations in a rural atmosphere. Atmospheric Environment 34 109-115(2000).
  16. Sharkey T. D., and Singsaas E. L., Why plants emit isoprene. Nature 374:769(1995).
  17. Silderberg，625
  18. German Aerospace Center 的存檔，存档日期2006-01-10.
  19. 页面存档备份，存于（英文）
  20. Valery I. Faustov, Mikhail P. Egorov, Oleg M. Nefedov and Yuri N. Molin. . Phys. Chem. Chem. Phys. 2000, 2: 4293–4297. doi:10.1039/b005247g.
  21. Merck Index, 11th Edition, 2755.
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