Aliphatische Kohlenwasserstoffe sind Kohlenwasserstoffe, die die grundlegenden Eigenschaften aliphatischer Verbindungen besitzen. Sie bestehen ausschließlich aus Kohlenstoff- und Wasserstoffelementen und sind nach ihrer ursprünglichen Gewinnung aus Fetten benannt.
Kernmerkmale und Klassifizierung
Strukturmerkmale: Kohlenstoffatome sind in geraden Ketten, verzweigten Ketten oder Ringen (alicyclische Kohlenwasserstoffe) angeordnet. Das Kohlenstoffgerüst ist kettenartig oder zyklisch und weist ähnliche Eigenschaften wie kettenförmige Kohlenwasserstoffe auf, wodurch es sich von aromatischen Kohlenwasserstoffen unterscheidet.
Allgemeine Klassifizierungen: Klassifiziert nach der Art der chemischen Bindung zwischen Kohlenstoffatomen:
Alkane (gesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe): Enthalten nur Kohlenstoff-Kohlenstoff-Einfachbindungen, allgemeine Formel:
CnH2n + 2CnH2n+2
Alkene (ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe): Enthalten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindungen, allgemeine Formel:
CnH2nCnH2n
Alkine (ungesättigte aliphatische Kohlenwasserstoffe): Enthalten Kohlenstoff-Kohlenstoff-Dreifachbindungen, allgemeine Formel:
CnH2n−2CnH2n−2
Physikalische Eigenschaften:
Der Zustand variiert mit der Anzahl der Kohlenstoffatome: 1–4 Kohlenstoffatome sind im Allgemeinen gasförmig, 5–16 sind flüssig und 17 und mehr sind fest (mit Ausnahme von Neopentan, das gasförmig ist);
Die Dichte ist geringer als die von Wasser; Schmelz- und Siedepunkte steigen mit der Anzahl der Kohlenstoffatome allmählich an; Bei Isomeren sind die Schmelz- und Siedepunkte umso niedriger, je verzweigter die Kette ist.
Chemische Eigenschaften:
Alkane: gehen hauptsächlich Substitutionsreaktionen und Hochtemperatur-Crackreaktionen ein;
Alkene/Alkine: chemisch reaktiv, zu Additionsreaktionen, Polymerisationsreaktionen, Oxidationsreaktionen, Substitutionsreaktionen usw. fähig, wobei Addition und Polymerisation die in der Industrie am häufigsten verwendeten Reaktionen sind.
Quellen und Verwendungen:
Aliphatische Kohlenwasserstoffe werden hauptsächlich aus Erdöl, Erdgas und Kohle gewonnen. C1-C5 kohlenstoffarme aliphatische Kohlenwasserstoffe sind die Grundrohstoffe für Petrochemikalien. Ethylen, Propylen und konjugierte C4/C5-Olefine werden in der Industrie am häufigsten verwendet.