Алифатические углеводороды – это углеводороды, обладающие основными свойствами алифатических соединений. Они состоят только из элементов углерода и водорода и названы в честь их первоначального извлечения из жиров.
Основные характеристики и классификация
Структурные характеристики: Атомы углерода расположены в виде прямых, разветвленных цепей или колец (алициклические углеводороды). Углеродный скелет является цепочечным или циклическим, со свойствами, подобными цепочечным углеводородам, что отличает их от ароматических углеводородов.
Общие классификации: классифицируются по типу химической связи между атомами углерода:
Алканы (насыщенные алифатические углеводороды): содержат только одинарные углеродные-углеродные связи, общая формула:
CnH2n + 2CnH2n+2
Алкены (ненасыщенные алифатические углеводороды): содержат двойные связи углерода-углерода, общая формула:
CnH2nCnH2n
Алкины (ненасыщенные алифатические углеводороды): содержат тройные связи углерода-углерода, общая формула:
CnH2n−2CnH2n−2
Физические свойства:
Состояние варьируется в зависимости от количества атомов углерода: 1–4 атома углерода обычно газообразны, 5–16 — жидки, 17 и выше — тверды (за исключением неопентана, который является газообразным);
Плотность меньше воды; Точки плавления и кипения постепенно увеличиваются с увеличением количества атомов углерода; у изомеров, чем более разветвлена цепь, тем ниже температуры плавления и кипения.
Химические свойства:
Алканы: в основном подвергаются реакциям замещения и реакциям высоко-крекинга;
Алкены/алкины: химически активны, способны к реакциям присоединения, реакциям полимеризации, реакциям окисления, реакциям замещения и т. д., среди которых наиболее часто используемыми реакциями в промышленности являются присоединение и полимеризация.
Источники и использование:
Алифатические углеводороды в основном получают из нефти, природного газа и угля. Низкоуглеродистые алифатические углеводороды C1-C5 являются основным сырьем для нефтехимии. Наиболее широко используются в промышленности этилен, пропилен и сопряженные олефины C4/C5.