fluoroalkane是什么意思,fluoroalkane的意思翻译、用法、同义词、例句
常用词典
n. 氟烷,[有化] 氟代烷
同义词
n.|halothane;[有化]氟烷,氟代烷
专业解析
氟代烷烃(Fluoroalkane) 指的是一类有机化合物,其分子结构由烷烃(碳氢化合物) 的碳氢骨架中,一个或多个氢原子被氟原子取代 而形成。它是卤代烷烃中的一个重要子类,其中卤素原子特指氟(F)。
以下是其核心特征的详细解释:
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结构与定义:
- 基础是烷烃分子(通式 CₙH₂ₙ₊₂),例如甲烷 (CH₄)、乙烷 (C₂H₆)、丙烷 (C₃H₈) 等。
- 氟原子(F) 取代了这些烷烃分子中一个或多个氢原子(H)的位置。
- 根据被取代的氢原子数量,可分为:
- 单氟代烷烃:烷烃中只有一个氢原子被氟取代(如:氟甲烷 CH₃F)。
- 多氟代烷烃:烷烃中有两个或更多氢原子被氟取代(如:二氟甲烷 CH₂F₂)。
- 全氟代烷烃/全氟化碳(PFCs):烷烃中所有氢原子都被氟原子取代(如:四氟甲烷 CF₄,八氟丙烷 C₃F₈)。这是氟代烷烃中的一个极端子类。
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性质特点:
- 化学惰性:C-F 键是已知最强的化学键之一(键能高),这使得氟代烷烃,尤其是高度氟化或全氟化的物质,具有极高的化学稳定性和热稳定性。它们通常对酸、碱、氧化剂和还原剂表现出很强的抵抗力。
- 低表面能与疏水性/疏油性:全氟代烷烃具有极低的表面能,使其具有卓越的防水、防油和防污性能。这是许多不粘涂层(如特氟龙)和防水纺织品处理剂的基础。
- 低极性:C-F 键的极性虽然强,但在高度对称的全氟代烷烃(如 CF₄)中,分子整体极性很低。
- 气体溶解性:某些氟代烷烃(尤其是含氢较少的)是许多气体的良好溶剂。
- 低可燃性/不燃性:随着氟化程度的增加,氟代烷烃的可燃性急剧降低,全氟代烷烃通常不可燃。
- 低毒性(相对):许多氟代烷烃的急性毒性相对较低(但并非无毒),这使它们在历史上被用于一些特殊应用(见下文)。然而,需要特别注意其环境持久性和潜在的生物累积性。
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主要应用领域:
- 制冷剂与推进剂:历史上,氯氟烃(CFCs,含氯、氟、碳)和氢氟烃(HFCs,含氢、氟、碳)曾被广泛用作制冷剂(如空调、冰箱)和气溶胶推进剂。由于 CFCs 对臭氧层的破坏作用,它们已被逐步淘汰(《蒙特利尔议定书》),HFCs 作为过渡替代品也因其强温室效应而面临限制(《基加利修正案》)。
- 不粘涂层与表面处理剂:全氟代烷烃衍生物(如聚四氟乙烯 PTFE)是制造不粘锅涂层、防水防油纺织品和纸张处理剂的关键材料。
- 灭火剂:某些氢氟烃(HFCs)和全氟化碳(PFCs)因其不燃性和电绝缘性,曾用于特殊场合(如数据中心、航空)的灭火系统(哈龙替代品)。环境问题也促使寻找更环保的替代品。
- 麻醉剂:一些氟代醚类化合物(可视为氟代烷烃的含氧衍生物,如七氟烷)是现代吸入式麻醉剂的重要组成部分。
- 电子工业:高纯度的氟代烷烃(如四氟化碳 CF₄)在半导体制造中用作等离子体蚀刻气体和清洗气体。
- 血液替代品与医疗:基于全氟化碳的乳液曾被研究作为人造血液(携氧剂),也用作某些造影剂和眼科手术中的填充液。
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环境与健康关注:
- 臭氧层消耗:含氯和溴的氟代烷烃(CFCs, HCFCs, Halons)是平流层臭氧层破坏的主要元凶,已被国际公约严格管控。
- 温室效应:绝大多数氟代烷烃(包括不含氯的 HFCs, PFCs, SF₆)是极强的温室气体,其全球变暖潜能值(GWP)远高于二氧化碳(CO₂)。它们是《京都议定书》和《基加利修正案》管控的重点对象。
- 持久性与生物累积性:全氟化碳(PFCs)和某些长链全氟烷基物质(PFAS,如 PFOA, PFOS)在环境中极其持久(难以降解),并可能在生物体内累积,对生态系统和人类健康构成长期风险。PFAS 污染已成为全球性的环境问题。
氟代烷烃是一类氢原子被氟原子取代的烷烃衍生物。其核心特性源于强大的 C-F 键,赋予其高稳定性、低表面能、低极性、低可燃性等。这些特性使其在制冷、不粘涂层、灭火、医疗、电子等领域有重要应用。然而,其环境持久性、部分种类的臭氧消耗潜能(ODP)和极高的全球变暖潜能值(GWP)也带来了严重的环境挑战,促使全球努力寻找更可持续的替代品并加强管控。
参考资料来源:
- 国际化学品安全规划署(IPCS) - 氟代烃概述 (世界卫生组织 WHO 旗下机构,提供化学品安全信息): https://www.who.int/ipcs/assessment/public_health/fluorocarbons/zh/ (链接有效,指向WHO相关内容)
- 美国化学会(ACS) - 全氟化合物专题页面 (权威化学学术组织,提供科普和专业信息): https://www.acs.org/content/acs/en/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2013-2014/fluorine.html (链接有效,ACS教育资源)
- 联合国环境规划署(UNEP)臭氧秘书处 - 关于消耗臭氧层物质的蒙特利尔议定书 (国际环境公约官方信息): https://ozone.unep.org/treaties/montreal-protocol (链接有效,官方公约信息)
- 美国环境保护署(EPA) - 全氟烷基和多氟烷基物质(PFAS) (政府环境管理机构,提供PFAS的权威信息和法规): https://www.epa.gov/pfas (链接有效,EPA官方PFAS专题页)
网络扩展资料
fluoroalkane 是由“fluor-”(氟) 和“alkane”(烷烃) 组成的复合词,指烷烃分子中的一个或多个氢原子被氟原子取代形成的化合物。
具体解析:
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定义与结构
氟代烷属于卤代烃的一种,特指烷烃的氢原子被氟取代后的衍生物。例如,甲烷(CH₄)中的一个氢被氟取代后形成*********(CH₃F)。
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特性
- 氟原子电负性极强,C-F键键能高,因此氟代烷通常具有化学稳定性和热稳定性。
- 部分氟代烷(如全氟化合物)表现出疏水、疏油性,广泛用于表面涂层材料。
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应用领域
氟代烷曾用于制冷剂、发泡剂等(如氟利昂类物质),但由于部分化合物对臭氧层的破坏作用,现多被环保替代品取代。此外,也用于医药合成和特种材料领域。
参考词汇扩展:
- 全氟烷烃(Perfluoroalkane):所有氢均被氟取代的烷烃,例如************(C₃F₈)。
- 含氟化合物:广义上包含氟代烷、氟代烯烃等,在工业和高科技领域应用广泛。
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