碳氢化合物是由碳原子和氢原子组成的化合物。碳的唯一性确保了它与氢共享一个强大的共价键。由于碳原子相对容易形成长链，碳氢化合物可以是连接数百个原子的大分子。碳氢化合物的例子包括天然气、煤、汽油、化石燃料、食用油甚至黄油。

碳氢化合物大致分为两类，即饱和和不饱和。饱和烃的原子间有一个单键。这意味着化合物的任意两个原子之间只共享一对电子。不饱和烃可以有双键或三键。

什么是烷烃(alkanes)？

烷烃是完全由单键碳原子和氢原子组成的有机化合物，没有任何其他官能团。换句话说，烷烃由氢原子和碳原子组成，它们排列成树状结构，所有的碳-碳键都是单键的。烷烃具有通式CnH2n+2，可细分为以下三类：直链烷烃、支链烷烃和环烷烃。

烷烃的通式为CnH2n+2。例如，一个含有2（n）个碳原子的烷烃将含有6（2n+2）个氢原子。它们的相邻原子通过sigma键连接，并在碳酸盐周围形成四面体中心。由于这些键都是单键，所以在所有连接周围都有自由旋转。每个碳原子有四个键（C-H或C-C），每个氢原子连接到一个碳原子（H-C键）。一系列连接的碳酸盐被称为碳骨架或碳骨架。

烷烃的示例包括：

• 甲烷（CH4）
• 乙烷（C2H6）
• 丙烷（C3H8）
• 丁烷（C4H10）
• 戊烷（C5H12）
• 己烷（C6H14）

烷烃结构

烷烃的性质

• 烷烃是完全由单键碳原子和氢原子组成的有机化合物，没有任何其他官能团。
• 烷烃的通式为CnH2n+2
• 它们可分为三类：直链烷烃、支链烷烃和环烷烃。
• 烷烃通常是无色的。含5个碳原子至19个碳原子的烷烃是无色液体，而含20个碳原子以上的烷烃是无色蜡状固体。
• 烷烃可以在标准环境温度和压力下以气体、液体或固体的形式存在。
• 由于碳和氢之间的电负性差异很小，以及C-C键或C-H键的共价性质，烷烃通常是非极性分子。
• 烷烃通常不溶于水等极性溶剂，但易溶于非极性溶剂。
• 短链烷烃的熔点和沸点较低，但随着碳链中碳原子数的增加，烷烃的熔点和沸点增加。
• 烷烃相对不活泼。它们不会与强酸、强碱、氧化剂或还原剂发生反应。
• 烷烃与释放氧气的能量迅速反应，这使得烷烃可用作燃料。
• 烷烃在紫外光存在下与卤素（如氯气和溴水）反应。
• 烷烃不以任何方式导电，也不会被电场极化。
• 烷烃的密度通常随碳原子数的增加而增加，但始终小于水的密度。
• 在镍存在的情况下，烷烃将与蒸汽反应生成氢气。

什么是烯烃(alkenes)？

烯烃是碳氢化合物的一种不饱和形式，由碳酸盐之间的双键形成。在它们的结构中至少有一个这样的双键（C=C）。烯烃通常通过亚胺化反应制备，其中相邻碳原子上的两个原子被移除，从而形成双键。制备包括醇的脱水、卤代烷的脱氢和烷烃的脱卤。

烯烃和烷烃的许多物理性质是相似的：它们是无色、非极性和可燃的。烯烃自然存在于三种状态。前三种烯烃是气体，后十四种是液体。高于这些的烯烃都是固体。固体的熔点也随着分子质量的增加而增加。

烯烃的气味通常比相应的烷烃强烈。乙烯有一种甜味和霉味。烯烃是相对稳定的化合物，但由于碳-碳双键的活性或烯丙基氯中心的存在，比烷烃更具活性。

烯烃的例子包括：

• 乙烯（C2H4）
• 丙烯（C3H6）
• 丁烯（C4H8）
• 戊烯（C5H10）
• 己烷（C6H12）

烯烃结构

烯烃的性质

• 烯烃是由碳原子之间的双键形成的不饱和碳氢化合物。在它们的结构中至少有一个这样的双键（C=C）。
• 对于非环状化合物，烯烃的通式为CnH2n。
• 由于双键的存在，烯烃比烷烃更具活性。
• 烯烃自然存在于这三种状态。前三种烯烃是气体，后十四种是液体。高于这些的烯烃都是固体。
• 烯烃不溶于水，但易溶于丙酮或苯等有机溶剂。
• 烯烃的沸点取决于它们的分子结构。分子链越大，沸点越高。
• 烯烃的极性取决于它们的官能团。
• 烯烃通常比相应的烷烃有更强烈的气味。
• 烯烃可以通过涉及烷醇或卤代烷烃的消除反应来生产或合成。
• 如果氧气供应受到限制，烯烃将在过量氧气中完全燃烧，而不完全燃烧。
• 烯烃与氢、卤素、卤化氢和水发生加成反应。

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什么是炔烃(alkynes)？

炔烃是一种不饱和烃，至少含有碳-碳三键。最简单的无环炔烃只有一个三重键，没有其他官能团，形成一个具有通式CnH2n-2的同源系列。由于它也是一种不饱和烃，其某些性质将与烯烃相似。

前三个炔烃是气体，后八个是液体。所有高于这十一个的炔烃都是固体。炔烃的沸点和熔点随着其分子结构的增大而升高。沸点随着分子质量的增加而增加。此外，由于碳位上有一个额外的键，炔烃的沸点略高于相应的烯烃。

炔烃通常是非极性分子，在极性溶剂（如水）中几乎没有溶解性。它们易溶于非极性溶剂，如乙醚和丙酮。此外，这些三键化合物的酸性大于烷烃和烯烃的酸性。炔烃的示例包括：

• 乙炔（乙炔）-C2H2
• 丙炔（C3H4）
• 丁烯（C4H6）
• 戊炔（C5H8）
• 己炔（C6H10）

炔烃结构

炔烃的性质

• 炔烃是不饱和碳，在碳位上共享一个三键。
• 对于非环状化合物，炔烃的通式为CnH2n-2。
• 前三个炔烃是气体，而那些含有五到十三个碳原子的炔烃是液体，高级炔烃是固体。
• 所有的炔烃都是无色无味的，但乙烯除外，它的颜色略有不同。
• 炔烃的熔点和沸点很低，并且随着分子质量的增加而有规律地增加。炔烃的挥发性比烷烃和烯烃低。
• 炔烃不溶于水，但溶于苯、己烷、乙醚、四氯化碳等有机溶剂。
• 所有的炔烃都比水轻。它们的密度随分子质量的增加而有规律地增加。
• 由于碳位上有一个额外的键，炔烃的沸点略高于相应烯烃的沸点。
• 炔烃在性质上有轻微的电负性。炔烃中的三重键碳原子被sp杂交。
• 炔烃与强碱（如钠和钠酰胺）反应生成炔化钠，释放双氢气。这种反应在烷烃和烯烃中不会发生。
• 在标准条件下（温度和压力），炔烃很容易发生水合反应。
• 炔烃的酸性比烷烃和烯烃强。
• 当炔烃与溴反应时，溴的红棕色消失。
• 炔烃也会发生聚合反应。例如，乙炔在适当条件下进行线性聚合，以制备具有式–（C2H2）n-的聚乙炔（聚乙炔）。

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烷烃(alkane, alkene)和表格式炔烃(alkyne in tabular form)的区别

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