炔烃的物理性质

---

简介

炔烃是由碳和氢组成的最基本的无机分子。碳氢化合物是自然界中存在的东西，也是人们日常生活中使用的任何东西中都存在的东西。这就是它们被认为是母体有机化合物的原因。任何化合物都可以通过取代氢原子来制备。

什么是炔烃？

炔烃可以定义为非极性不饱和烃，碳原子之间存在三键，可以表示为 -C≡C-。其通式为 $\mathrm{C_nH_{2n–2}}$，其中 n 的值可以变化；可以是 2、3、4、5 等等。

图 1：炔烃：乙炔

最简单的炔烃至少有一个三键。炔烃也被称为乙炔。然而，这个名称有时仅指一种炔烃，即 C₂H₂。炔烃也被称为乙酰基，并且是疏水的。

炔烃的结构

炔烃的键意味着 H–C≡C 键角形成 180° 角，并且由于该角，它们看起来像一根杆。其三键非常强，以至于“键能为 839 kJ/mol。然而，键合是根据分子轨道理论讨论的，其中三键被认为是由 s 和 p 轨道的重叠产生的。

图 2：炔烃的结构

根据 IUPAC 框架，随着 $\mathrm{C_nH_{2n–2}}$ 中 n 的变化，每种炔烃的名称以特定的方式形成。它们都带有后缀 -yne，前缀取决于碳原子数。例如，乙炔的碳原子数为 2，其化学式为 $\mathrm{C_2H_2}$，丁炔也是如此，其中碳原子数为 4，其化学式为 $\mathrm{C_4H_6}$。

其他一些炔烃有：丙炔、戊炔、己炔、庚炔、辛炔，它们的碳原子数分别为 3、5、6、7、8。

炔烃的异构现象

炔烃的结构异构主要有四种类型，它们是：

• 链异构：这种异构发生在炔烃具有五个或更多碳原子，并且由于各种碳链构型而产生的。

• 位置异构：在这种异构中，异构体根据三键的位置而不同。

• 官能团异构：在这种异构中，二烯的官能团异构体是含有两个双键的化合物。

• 环链异构：在这种异构中，它们与环烷烃表现出环链异构。

炔烃的物理性质

炔烃最常见的物理性质与烷烃和烯烃有些相似：

炔烃的物理状态

它们是不饱和碳，在碳位点具有三键。该组的前三个成员是无色的，以气体形式存在，而其余八个成员是液体，除此之外，较高级的炔烃以固体形式存在。炔烃本质上是轻微的极性。

气味或臭味

所有炔烃成员都是无臭的，但乙炔具有大蒜样气味。其背后的原因是磷化氢杂质的存在。除此之外，乙烯具有轻微的气味。

炔烃的沸点和熔点

炔烃的熔点和沸点取决于分子量。这两个点随着分子量的增加而增加。如果将炔烃的熔点和沸点与烷烃和烯烃进行比较，则它们更高。

溶解度

炔烃在非极性溶剂中表现出可溶性，而在极性溶剂（如水）中不溶。

密度

炔烃的密度随着分子量的增加而增加。如果可以与水进行比较，它们是轻的。炔烃的密度范围为 0.69–0.77 g/cm³。

炔烃的用途

炔烃用于许多行业，例如：

• 乙炔具有极高的火焰，因此它们被用于氧乙炔气体焊接和切割。

• 它们被用作燃料。

• 它用于制造天然混合物，例如乙醇、乙酸和丙烯酸。

• 它们被用作气体灯。

• 乙炔用于使水果成熟。

• 它们用于制造顺式和反式烯烃。

结论

炔烃具有独特的结构，这使其与其他化合物不同，并且在有机化学领域至关重要。它们主要有两种类型，即末端炔烃和内炔烃。与任何其他碳氢化合物一样，炔烃本质上也是疏水的。

常见问题

Q1. 炔烃的主要性质是什么？

答：炔烃是不饱和烃，其物理性质与烷烃和烯烃相似。其中最重要的是 - 溶解于有机溶剂，并且在极性溶剂中稍微溶解。然而，它们不溶于水。

Q2. 炔烃具有酸性吗？

答：炔烃本质上是酸性的，其原因是它们可以“释放氢原子，然后可以形成炔负离子。由于炔烃的酸性，它们可以用作布朗斯台德-劳里酸”。

Q3. 炔烃的主要用途是什么？

答：炔烃被用作帮助洞穴探险的灯笼。它也用作氧乙炔炬的燃料。由于其能够产生高温，因此它在焊接和切割金属方面是首选。

Q4. 为什么炔烃具有较高的沸点？

答：炔烃的沸点随着分子量的增加而升高。不仅如此，熔点也会因此而升高。