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烴類化合物及其衍生物

烴類化合物亦稱碳?xì)浠衔?。只含碳?xì)鋬煞N元素的有機(jī)化合物。分子中的氫被其他元素的原子或原子團(tuán)取代可得各種烴的衍生物。德國化學(xué)家肖萊馬發(fā)現(xiàn)了丁烷等烴類，被譽(yù)為烴類化學(xué)的奠基人。烴的種類繁多，結(jié)構(gòu)已知的有2000多種。按碳鍵連接方式分為鏈烴和環(huán)烴兩類，前者碳原子連成鏈狀。按價(jià)鍵被氫原子飽和的程度又可分為飽和烴及不飽和烴兩類。飽和烴即烷烴，如甲烷、乙烷等;不飽和烴有烯烴及炔烴，典型的代表物是乙烯及乙炔。環(huán)烴分子中碳鍵連成閉合的環(huán)，它包括脂環(huán)烴及芳香烴兩種。脂環(huán)烴與鏈烴有許多相似之處，一般環(huán)烷烴像烷烴，環(huán)烯烴、環(huán)炔烴分別像烯烴和炔烴。芳香烴主要是指含有苯環(huán)結(jié)構(gòu)的烴。
鏈烴又稱為脂肪烴，因?yàn)樽畛跹芯繒r(shí)發(fā)現(xiàn)油脂中含有很多這種開鏈化合物。脂環(huán)烴的得名是因?yàn)槠湫再|(zhì)與脂肪烴相似。芳香烴的性質(zhì)與其他烴不同，而且最早發(fā)現(xiàn)的幾個(gè)化合物都帶香味，所以得名并沿用至今。
石油、天然氣和煤是烴的主要來源。石油煉制可得汽油、煤油、柴油等各種烷烴混合物; 石油裂解、重整后可得各種烯烴、脂環(huán)烴及芳香烴。煤焦油中含有多種芳烴(如苯、萘等)。許多高級烴也存在于植物中，如番茄和胡蘿卜中的色素都是烴類。許多動(dòng)植物的蠟也含高級烷烴，如蜂蠟中含C27H56、C31H64;菠菜葉中的蠟含C33H68、C35H72、C37H76; 卷心菜葉含C29H60等。天然橡膠的主要成分聚異戊二烯也是烴。烴的重要用途是作燃料和化工原料。由石油二次加工可得乙烯、丙烯、丁二烯、苯、甲苯、二甲苯及萘等基本有機(jī)工業(yè)原料，由這些原料可進(jìn)一步制取苯乙烯、乙醇、丙酮等化工原料。再利用這些原料加工可制得各種塑料、合成橡膠、合成纖維及精細(xì)化工產(chǎn)品。烴還可以作為食物供某些細(xì)菌食用，這些細(xì)菌排泄出的蛋白質(zhì)(石油蛋白)可作為飼料。一個(gè)國家加工應(yīng)用烴類化合物的規(guī)模及水平可反映出它的經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展程度。
烴類衍生物是指烴分子中的一個(gè)或多個(gè)氫原子被其他原子或原子團(tuán)取代而衍生出的較復(fù)雜化合物的總稱。如被鹵素取代而衍生的化合物叫鹵代烴，被羥基取代的叫醇或酚，被羧基取代的叫羧酸。酯、酰鹵、酸酐、酰胺、醛、酮、胺、腈等都可認(rèn)為是由相應(yīng)的原子團(tuán)取代烴分子中氫原子而衍生的化合物。19世紀(jì)初德國化學(xué)家肖萊馬根據(jù)多年實(shí)驗(yàn)研究和理論探討，首先將有機(jī)化學(xué)定義為烴及其衍生物的化學(xué)。此定義按原子結(jié)合理論的原理擬定，比以往所有定義都較合理、進(jìn)步，為當(dāng)時(shí)很多化學(xué)家所采納。但它沒有表示出有機(jī)物和無機(jī)物之間的區(qū)別。肖萊馬的定義對有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展起了很大推動(dòng)作用，他第一個(gè)將有機(jī)化合物按上述定義進(jìn)行科學(xué)的分類，建立了科學(xué)的體系。他首先將有機(jī)物分為脂肪烴和芳香烴，又將脂肪族化合物分為烴(飽和烴和不飽和烴)、鹵烴、醇、醚、醛、酮、酸、酯等。

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