烷烃物理性质
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- 2025-05-06 19:35:56
烷烃的物理性质在很大程度上取决于其分子结构和碳原子的数量。室温下，碳原子数少于5的烷烃是气体，5至16个碳原子的为液体，超过17个碳原子的正烷烃会转变为固体，但直到含60个碳原子，其熔点通常低于100℃。低沸点的烷烃呈无色，有特殊的气味，而沸点较高的则是黏稠的油状液体，无味。烷烃是非极性分子，偶极矩为零，尽管在运动中可能产生瞬时偶极矩，但它们之间的相互作用力主要来源于色散力和范德华引力，这些作用力比化学键的强度小，导致有机化合物的熔点和沸点通常不超过300℃。
正烷烃的沸点随相对分子质量增加而升高，因为分子间的作用力随着分子运动能量的增大而增强。低级烷烃的沸点随碳原子数增加变化显著，而高级烷烃之间沸点变化较小，这使得低级烷烃分离相对容易，而高级烷烃则较难分离。同分异构体中，结构差异导致分子接触面和作用力不同，例如正戊烷和2-甲丁烷的沸点差异。
固体烷烃的熔点随着相对分子质量的增加而提高，除了质量因素和分子间作用力外，还与分子在晶格中的排列相关。例如，正烷烃中单数碳原子的熔点升高速度小于双数碳原子。通过X射线衍射分析，烷烃晶体的锯齿形结构影响了熔点，单数碳原子链的熔点升高速度较双数碳原子链小。
烷烃的密度随分子质量增加而增加，这是由于分子间作用力增强。环烷烃相比链烷烃，由于分子间的约束较少，沸点、熔点和密度都略高。环烷烃由于结构限制，挥发性较低，熔点和密度更低。不同烷烃和环烷烃的物理常数，如沸点、熔点和密度，可以对比查看，例如甲烷、乙烷、环丙烷等的数值在表中列出。
扩展资料
烷烃，即饱和烃（saturated group)，是只有碳碳单键和碳氢键的链烃，是最简单的一类有机化合物。烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状（直链或含支链）外，其余化合价全部为氢原子所饱和。烷烃分子中，氢原子的数目达到最大值。烷烃的通式为CnH2n+2。分子中每个碳原子都是sp3杂化。烷烃的作用主要是做燃料。天然气和沼气（主要成分为甲烷）是近来广泛使用的清洁能源。石油分馏得到的各种馏分适用于各种发动机。
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