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烴類化合物及其衍生物

烴類化合物亦稱碳氫化合物。只含碳氫兩種元素的有機化合物。分子中的氫被其他元素的原子或原子團取代可得各種烴的衍生物。德國化學家肖萊馬發(fā)現了丁烷等烴類，被譽為烴類化學的奠基人。烴的種類繁多，結構已知的有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)結構的烴。
鏈烴又稱為脂肪烴，因為最初研究時發(fā)現油脂中含有很多這種開鏈化合物。脂環(huán)烴的得名是因為其性質與脂肪烴相似。芳香烴的性質與其他烴不同，而且最早發(fā)現的幾個化合物都帶香味，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工業(yè)原料，由這些原料可進一步制取苯乙烯、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、合成纖維及精細化工產品。烴還可以作為食物供某些細菌食用，這些細菌排泄出的蛋白質(石油蛋白)可作為飼料。一個國家加工應用烴類化合物的規(guī)模及水平可反映出它的經濟技術發(fā)展程度。
烴類衍生物是指烴分子中的一個或多個氫原子被其他原子或原子團取代而衍生出的較復雜化合物的總稱。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、腈等都可認為是由相應的原子團取代烴分子中氫原子而衍生的化合物。19世紀初德國化學家肖萊馬根據多年實驗研究和理論探討，首先將有機化學定義為烴及其衍生物的化學。此定義按原子結合理論的原理擬定，比以往所有定義都較合理、進步，為當時很多化學家所采納。但它沒有表示出有機物和無機物之間的區(qū)別。肖萊馬的定義對有機化學結構理論的發(fā)展起了很大推動作用，他第一個將有機化合物按上述定義進行科學的分類，建立了科學的體系。他首先將有機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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