正文 多種多樣的鏈烴(1 / 3)

烴是碳和氫的諧音,表明它是碳氫化合物。這是我國化學家們創造的具有中國特色的化學名詞。

甲烷(CH_4)、乙烯(C_2H_4)、乙炔(C_2H_2)是三種最簡單的烴,都是鏈烴,因為它們具有鏈狀結構,以區別於具有環狀結構的環烴。它們的命名同樣具有中國特色。

甲、乙、丙、盯戊、己、庚、辛、壬、癸稱為天幹,又稱十幹。它和地支(子、醜、寅……)自古代起用來表示年、月、日和時的次序,周而複始,循環使用。我們的化學家們用它來表示鏈烴中的碳原子數。烷、烯、炔確切地被用來表示氫原子的飽和程度。烷表示“完整”,碳是4價的,1個碳原子與4個氫原子結合;烯表示“稀少”;炔表示“缺乏”。三者都用“火”旁,表示它們可以燃燒。

甲烷是植物腐爛的產物,存在於沼澤的淤泥中以及煤層與天然氣中,又稱沼氣、煤坑氣。公元前1066—公元前771年我國西周初年占卜問卦的書《周易》中就有“象曰:澤中有火。”之句。“澤中有火”就是說沼澤中產生的沼氣在燃燒。早在公元前250年我國秦代蜀郡守李冰就在四川開掘鹽井,利用火井中的沼氣熬煮井鹽。後來曆代文獻中都有記述。可是我國古代人們隻是提取和利用它,而沒有分析、研究它。

意大利物理學家伏特分別在1776年11月14日、21日、26日和12月8日寫給他的友人信中敘述了他發現甲烷的經過。他在意大利北部科摩湖的淤泥中收集到一種氣體,當時他用木棍攪動淤泥,讓冒出的氣體氣泡通入倒轉過來的充滿了水的瓶中,並將水排出,然後點燃這一氣體,結果火焰呈現青藍色,燃燒較慢,且它與10—12倍體積的空氣混合燃燒爆炸,得出的結果不同於當時已經發現的可燃性空氣(氫氣)的燃燒。

1790年,英國醫生奧斯丁發表燃燒甲烷與氫氣的研究報告。他稱甲烷為重可燃性空氣,氫氣為輕可燃性空氣。其區別是重可燃性空氣燃燒的結果產生固定空氣(二氧化碳)和水,而輕可燃性空氣燃燒結果隻產生水,因此他確定甲烷是碳和氫的化合物。

1804年,英國化學家道爾頓也從沼澤中收集到甲烷,就此一位畫家還為他繪製了一幅圖畫。這年8月24日他進行了甲烷與氧氣混合燃燒爆炸的實驗,測定了它的原子量為6.3。當時他沒有分子的概念,認為化合物的分子是由複合的原子組成,所以他以氫的原子量等於1作為測定原子量的標準。他沒有測定出甲烷中碳和氫的原子個數比,認識到它含有大量的碳,就稱它為“充滿了碳的氫氣”。

16—17世紀歐洲各地的煤坑因燈焰進入坑內時常有爆炸事件發生。1812年,英國港口城市泰恩河岸蓋茨黑德煤礦發生爆炸,死392人。有人認為這是由於煤坑中存在一種煤坑氣。英國化學家T.湯姆森確定煤坑氣就是“充滿了碳的氫氣”。

英國“煤礦災害事故預防協會”委托英國化學家戴維進行了防止爆炸事故的研究。戴維製成一種安全燈,將火焰圍人金屬絲網製成的罩中,使燈火產生的熱量被金屬絲網吸收,網外易爆氣體的溫度不會上升到燃點。

1839年,法國化學家佩索茨在其發表的論說中講到利用醋酸鈉和氫氧化鈉作用製得甲烷,他分析了它的化學組成,稱它為四氫化碳,並給出它的化學式C_2H_8(CH_4)。佩索茨製取甲烷的這種方法至今還應用在化學實驗室中。

1856年,法國化學家貝特洛將二硫化碳和硫化氫或水蒸氣混合通過紅熱的銅,獲得甲烷。

在西方“甲烷”一詞首先是被德國化學家霍夫曼在1866年引用。

乙烯由荷蘭化學家們首先製得和發現。

荷蘭自然學家英根·豪茨在1779年發表的論說中談到,他在1779年3月和11月親眼看到荷蘭化學家卡斯貝特森等人將酒精與綠礬油(硫酸)共同加熱,放出一種氣體,與普通空氣或氧氣混合燃燒發生猛烈爆炸。他們測定了這種氣體比普通空氣重,它與氫氣、沼氣、普通空氣的密度比是150:25:92:138。