分享本文至 E-mail 信箱

學術引用格式

MLA (點一下全選)

APA (點一下全選)

EndNote(.enw)

甲烯?假烯?

甲烯

高雄氣爆的陰影仍在,回想當時的新聞,不乏對事件元凶「丙烯」有諸多報導,其中最讓人印象深刻的,就是某校化學老師畫了一個號稱丙烯的分子式,引起各界激烈的討論⋯⋯然後,過了不久,又出了一則新聞,內容描述「甲烯、乙烯、丙烷⋯⋯等氣體外漏」,等等!「甲烯」?這是不對的吧!李組長眉頭一皺,察覺案情並不單純,究竟「甲烯」是什麼東西呢?它又會帶來什麼樣的誤解呢?讓我們繼續看下去。

首先我們可以從字面上開始拆解,到底什麼是「烯」?又為什麼要在前面加「甲」勒?

烴類

要了解「烯」必須從「烴」(ㄊㄧㄥ)開始:烴指的是碳氫化合物(hydrocarbon),若整個分子內只包含碳和氫兩種元素便稱作烴。烴類化合物裡,每個碳會傾向於對外接四個鍵結(鍵結就像是原子間的橋樑,將原子拉在一起不分開,可以想像碳有四隻手要拉住旁邊的元素),以維持最穩定的結構,而與它相接的,可以是另外的碳或氫;相對於碳,氫則傾向於只接一個鍵結,來達成穩定的形態。

知道這些後,另ㄧ個要考慮的問題,就是分子中有幾個碳和氫?它們又該如何彼此相接?

烷、烯、炔

當限制ㄧ個分子中只有一個碳,由於碳要外接四個化學鍵才會穩定,合理的推論我們還需要四個氫,分別連在碳的四隻手上(氫和氫不能互連,不然它們自己就成了獨立的穩定分子了(其實就是氫氣H2),不符合我們ㄧ開始設定只有一個分子的條件)。若是ㄧ個分子有兩個碳,情況就變得比較複雜了,首先,碳碳彼此一定互接(中間不可能插只能接一個鍵的氫),兩個碳各自剩下的手再去接氫,這時候有幾種可能:

  1. 碳碳間只接一個鍵(稱為單鍵),剩下周圍的六隻手去接氫;
  2. 碳碳間互接兩隻手(雙鍵),兩個碳各剩下兩隻手接氫;
  3. 碳碳間接了三隻手(參鍵),兩個碳各剩下一隻手接氫;
  4. 碳碳間接滿四隻手,外側不接氫;這種情形在化學上基於碳原子的軌域性質(影響鍵結),事實上無法發生,故在此不考慮。

化學命名系統中,若烴類中存在的碳全部都以單鍵互連,稱作「烷」;若分子中有一對碳碳是以雙鍵相接稱作「烯」;而碳碳間有一對參鍵則稱「炔」,這便是烴類中主要的三大分類。知道了什麼是「烯」後,那前面的甲乙丙⋯⋯是代表什麼勒?

甲乙丙⋯⋯?

當談到烴類化合物,除了烷、烯、炔是用來描述碳碳間鍵結的特性,我們還需要詳細告訴聽眾一個分子中有幾個碳(也就是上段中我們一開始做的限制)。中文上,習慣直接用「甲乙丙丁⋯⋯」來描述分子中碳的數量(只有1個碳就是甲,2個是乙⋯⋯),若碳的數目太多,則會直接用數字取代(稱18、19、20⋯⋯)。

將這兩項命名規則結合,我們就可以簡單描述ㄧ個烴類。舉例:上面說的一個碳接上四個氫(沒有碳碳雙鍵且只有ㄧ個碳),就是甲烷;兩個碳以單鍵相接,旁邊接六個氫便是乙烷;以此推論,兩個碳以雙鍵相接是乙烯,以參鍵相接是乙炔。(注意:這只是最基本的規則,隨著碳數增加,同樣碳數、鍵結會出現有更多不同的相連方式,屆時要描述ㄧ個特定結構便需要更複雜的命名,在此只討論最簡單的分類)

烴類

丙烯

看到這裡,我們可以想想氣爆事件的主角「丙烯」應該長什麼樣子。「丙」代表分子中有三個碳(C),「烯」代表有一對碳以雙鍵相連,其餘剩下碳的手都接上氫(H),就會是丙烯的樣子(如下圖)。

800px-Propene-2D-flat-2

From wiki

 

甲烯!?

最後,我們終於可以回頭看看新聞上提到的「甲烯」這個玩意兒,單從命名上來說,「甲」代表分子中只有ㄧ個碳,「烯」則代表一對碳碳用雙鍵相連。如何,發現奇怪之處了嗎?如果分子原本就只有一個碳,又哪來的另一個碳和它形成雙鍵呢?故「甲烯」這個名詞,從標準化學命名法來說,是不成立的,不可能存在這樣的穩定物質。

李組長笑了笑,想必你我已經明瞭,是「甲烯」還是「假烯」,下次看到新聞,相信我們不會再輕易被一些化學名詞所迷惑,失去了判斷能力。

參考資料:

  1. 國立編譯館化學命名原則2009

 

關於作者

昱夫

PanSci實習編輯~目前就讀台大化學所,研究電子與質子傳遞機制。微~蚊氫,在宅宅的實驗室生活中偶爾打點桌球,有時會在走廊上唱歌,最愛929。