烯烃的物理性质

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介绍

烯烃被定义为具有双键的无色或透明物质。乙烯是一种无色气体，具有甜味气味，会使人昏迷或晕倒。烯烃的前三个成员是气体，接下来的十四个是液体，其余的烯烃化合物是固体。

什么是烯烃？

烯烃是重要的烃，其通式为$\mathrm{C_nH_{2n}}$。烯烃含有C=C官能团。烯烃化合物是不饱和的，通常进行多种加成反应。烯烃也可作为主要原料用于合成醇类、塑料、清漆、洗涤剂和燃料。

烯烃的类型

下面讨论一些广泛应用于制造业的主要烯烃类型。

图1：烯烃的类型

丙烯 $\mathrm{(C_3H_6)}$

丙烯也称为丙烯，由于其具有塑料树脂的特性，因此用于生产服装、塑料挤压瓶、户外家具。环氧丙烷也可用于制造家具、汽车零件、船舶和休闲车、家用电器、溶剂和树脂。

丁烯 $\mathrm{(C_4H_8)}$

丁烯用于形成汽油和橡胶加工厂中存在的各种化学物质。丁烯组分被广泛用作烷基化物和聚合物汽油。丁烯的成分通常有助于生产和转化为燃料，包括汽油的燃料气体或混合原料。

戊烯 $\mathrm{(C_5H_{10})}$

烯烃中主要的一种化合物是正戊烯，它是一种无色液体。戊烯具有非常刺鼻和令人不快的气味。该化合物被广泛用作杀虫剂、汽油添加剂以及几种重要化学品的生产。

烯烃的物理性质

下面列出了一些常见的烯烃物理性质：

熔点

通常表示为双键化合物的烯烃化合物的熔点高度依赖于分子位置。烯烃的熔点与烷烃相似。在这种情况下，顺式异构体分子的熔点较低，而反式异构体分子保持在称为U形弯曲形状的形状内。

溶解度

由于其非极性特性，烯烃在水中的溶解度很差。烯烃显示良好溶解度的非极性溶剂包括苯和石油醚。

沸点

烯烃的沸点随着化合物中碳原子数的增加而升高。沸点与烯烃和烷烃的化合物非常相似。烯烃和烷烃的化合物具有相似的碳骨架或结构。直链烯烃化合物的沸点高于支链烯烃。

极性

与烷烃一样，烯烃也被认为是弱极性化合物。烯烃比烷烃更活泼，因为它们具有双键。π电子通常形成易于去除或添加的双键，因为它们结合较弱。“烯烃通常表现出的偶极矩大于烷烃。烯烃的极性高度依赖于连接到化学结构的官能团和烯烃基团中存在的化合物。

烯烃的化学性质

烯烃具有三种主要类型的初级反应，通常表示为如下所示的加成反应。

卤化物的加成

烯烃通过一个特殊的规则与卤化物反应，该规则被称为马氏规则。根据该规则，可以指出反应物的负部分与具有最少氢原子的碳原子相连。该反应物的负部分通常表示为可以添加到链中的分子。

卤素的加成

在卤素和烯烃的反应中，观察到邻二卤代物的生成。碘不像其他形式的卤素那样与烯烃反应。另一方面，溴与任何烯烃反应并连接到本质上是不饱和的位点。不饱和状态的证据可以在反应中看到：

$$ \mathrm{C_2H_{4(g)} +Br_{2(aq)}\:\rightarrow\:C_2H_4Br_{2(aq)}} $$

图2：用四氧化锇进行烯烃的二羟基化

氢的加成

烯烃与一个双原子氢分子链反应，在镍和铂的存在下，该分子链也可以定义为双氢分子链。由于原子的特殊重排，镍和铂分子变成烯烃。

烯烃的用途

下面列出了烯烃化合物的几种用途：

• 烯烃化合物用于生产塑料和聚乙烯材料，包括桶、碗、袋等。

• 烯烃化合物用于生产汽车发动机（如汽车发动机）的抗爆剂。

• 在制造业中，烯烃化合物（如“塑料和聚丙烯”）通常用于制造绳索和包装材料。

• 乙二醇等主要烯烃化合物用于汽车散热器的防冻剂。

结论

烯烃也可用于“乙醇和合成纤维涤纶”的生产。“丙烯酸纤维和丙醇”包含在烯烃中，有助于丙酮的生产。在卤化氢和烯烃的反应中，氢连接到其他氢原子。这里形成的键是双键。另一方面，有一个卤离子将连接到连接有少量氢原子的碳原子。

常见问题

Q1. 丙烯的特性是什么？

答：丙烯通常被称为丙烯，是一种无色气体，熔点为−185.2°C (−301.4 °F; 88.0 K)，沸点为−47.6°C (−53.7 °F; 225.6 K)。丙烯的密度为 1.81 kg/m³，气体 (1.013 bar, 15 °C)。

Q2. 广泛用于制造业的主要烯烃类型有哪些？

答：乙二醇、塑料和聚丙烯通常用于制造业。这些组分被广泛用于生产汽车零件、船舶和休闲车以及家具。

Q3. 用于制造业的主要烯烃类型有哪些？

答：在各种制造用途上广泛使用的烯烃化合物包括己烯 $\mathrm{(C_6H_{12)}}$、庚烯 $\mathrm{(C_7H_{14)}}$ 和戊烯 $\mathrm{(C_5H_{10)}}$。合成纤维涤纶广泛用于制造袋子、桶和碗。