在我們生活的這個化學世界里,乙烷雖然沒有氧氣那般時刻被我們感知,也不像水那樣無處不在,但它卻在許多方面默默影響著我們的生活。今天,就讓我們一起走進乙烷的奇妙世界,揭開它神秘的面紗。
一、乙烷的身世之謎
乙烷,這個名字聽起來或許有些陌生,但它其實早已融入我們的生活。它是一種有機化合物,化學式為C2H6,結構式為CH3CH3。1834 年,邁克爾?法拉第首次使用電解乙酸鉀的方法制造出了乙烷,不過當時他誤將其認為是甲烷,與這個重要發現擦肩而過。隨后,在 1847 - 1849 年間,阿道夫?威廉?赫爾曼?科爾貝和愛德華?弗蘭克蘭通過金屬鉀還原丙腈和碘乙烷以及電解乙酸鹽的方法再次制得乙烷,可他們卻錯誤地以為產物是甲基自由基。直到 1864 年,卡爾?肖萊馬才校正了這個錯誤,證明這些反應的產物是乙烷。
在自然界中,乙烷主要藏身于石油氣、天然氣、焦爐氣及石油裂解氣之中。在某些天然氣里,它的含量能達到 5% - 10%,僅次于甲烷,并且還以溶解狀態存在于石油里。就像一個個小小的寶藏,等待著人類去發現和利用。
二、獨特的分子舞者
乙烷的分子結構十分有趣,就像一個精心編排的舞蹈。它由兩個碳原子通過碳 - 碳單鍵連接在一起,每個碳原子又分別與三個氫原子相連。由于碳 - 碳單鍵可以自由旋轉,這就使得乙烷分子中的原子或基團在空間有無數種排列方式,這些不同的排列形式被稱為構象。在眾多構象中,交叉式構象是最穩定的,就好比舞者找到了最舒適的姿勢,此時兩個碳原子上的氫原子距離最遠,相互間的排斥力最小,分子內能最低。而重疊式構象則是最不穩定的,兩個碳原子上的氫原子兩兩相對,排斥力最大,內能最高。其他構象的內能則介于這兩者之間。這種分子層面的舞蹈,雖然我們肉眼無法看見,卻對乙烷的性質有著深遠的影響。