fluoroalkane是什麼意思,fluoroalkane的意思翻譯、用法、同義詞、例句
常用詞典
n. 氟烷,[有化] 氟代烷
同義詞
n.|halothane;[有化]氟烷,氟代烷
專業解析
氟代烷烴(Fluoroalkane) 指的是一類有機化合物,其分子結構由烷烴(碳氫化合物) 的碳氫骨架中,一個或多個氫原子被氟原子取代 而形成。它是鹵代烷烴中的一個重要子類,其中鹵素原子特指氟(F)。
以下是其核心特征的詳細解釋:
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結構與定義:
- 基礎是烷烴分子(通式 CₙH₂ₙ₊₂),例如甲烷 (CH₄)、乙烷 (C₂H₆)、丙烷 (C₃H₈) 等。
- 氟原子(F) 取代了這些烷烴分子中一個或多個氫原子(H)的位置。
- 根據被取代的氫原子數量,可分為:
- 單氟代烷烴:烷烴中隻有一個氫原子被氟取代(如:氟甲烷 CH₃F)。
- 多氟代烷烴:烷烴中有兩個或更多氫原子被氟取代(如:二氟甲烷 CH₂F₂)。
- 全氟代烷烴/全氟化碳(PFCs):烷烴中所有氫原子都被氟原子取代(如:四氟甲烷 CF₄,八氟丙烷 C₃F₈)。這是氟代烷烴中的一個極端子類。
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性質特點:
- 化學惰性:C-F 鍵是已知最強的化學鍵之一(鍵能高),這使得氟代烷烴,尤其是高度氟化或全氟化的物質,具有極高的化學穩定性和熱穩定性。它們通常對酸、堿、氧化劑和還原劑表現出很強的抵抗力。
- 低表面能與疏水性/疏油性:全氟代烷烴具有極低的表面能,使其具有卓越的防水、防油和防污性能。這是許多不粘塗層(如特氟龍)和防水紡織品處理劑的基礎。
- 低極性:C-F 鍵的極性雖然強,但在高度對稱的全氟代烷烴(如 CF₄)中,分子整體極性很低。
- 氣體溶解性:某些氟代烷烴(尤其是含氫較少的)是許多氣體的良好溶劑。
- 低可燃性/不燃性:隨着氟化程度的增加,氟代烷烴的可燃性急劇降低,全氟代烷烴通常不可燃。
- 低毒性(相對):許多氟代烷烴的急性毒性相對較低(但并非無毒),這使它們在曆史上被用于一些特殊應用(見下文)。然而,需要特别注意其環境持久性和潛在的生物累積性。
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主要應用領域:
- 制冷劑與推進劑:曆史上,氯氟烴(CFCs,含氯、氟、碳)和氫氟烴(HFCs,含氫、氟、碳)曾被廣泛用作制冷劑(如空調、冰箱)和氣溶膠推進劑。由于 CFCs 對臭氧層的破壞作用,它們已被逐步淘汰(《蒙特利爾議定書》),HFCs 作為過渡替代品也因其強溫室效應而面臨限制(《基加利修正案》)。
- 不粘塗層與表面處理劑:全氟代烷烴衍生物(如聚四氟乙烯 PTFE)是制造不粘鍋塗層、防水防油紡織品和紙張處理劑的關鍵材料。
- 滅火劑:某些氫氟烴(HFCs)和全氟化碳(PFCs)因其不燃性和電絕緣性,曾用于特殊場合(如數據中心、航空)的滅火系統(哈龍替代品)。環境問題也促使尋找更環保的替代品。
- 麻醉劑:一些氟代醚類化合物(可視為氟代烷烴的含氧衍生物,如七氟烷)是現代吸入式麻醉劑的重要組成部分。
- 電子工業:高純度的氟代烷烴(如四氟化碳 CF₄)在半導體制造中用作等離子體蝕刻氣體和清洗氣體。
- 血液替代品與醫療:基于全氟化碳的乳液曾被研究作為人造血液(攜氧劑),也用作某些造影劑和眼科手術中的填充液。
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環境與健康關注:
- 臭氧層消耗:含氯和溴的氟代烷烴(CFCs, HCFCs, Halons)是平流層臭氧層破壞的主要元兇,已被國際公約嚴格管控。
- 溫室效應:絕大多數氟代烷烴(包括不含氯的 HFCs, PFCs, SF₆)是極強的溫室氣體,其全球變暖潛能值(GWP)遠高于二氧化碳(CO₂)。它們是《京都議定書》和《基加利修正案》管控的重點對象。
- 持久性與生物累積性:全氟化碳(PFCs)和某些長鍊全氟烷基物質(PFAS,如 PFOA, PFOS)在環境中極其持久(難以降解),并可能在生物體内累積,對生态系統和人類健康構成長期風險。PFAS 污染已成為全球性的環境問題。
氟代烷烴是一類氫原子被氟原子取代的烷烴衍生物。其核心特性源于強大的 C-F 鍵,賦予其高穩定性、低表面能、低極性、低可燃性等。這些特性使其在制冷、不粘塗層、滅火、醫療、電子等領域有重要應用。然而,其環境持久性、部分種類的臭氧消耗潛能(ODP)和極高的全球變暖潛能值(GWP)也帶來了嚴重的環境挑戰,促使全球努力尋找更可持續的替代品并加強管控。
參考資料來源:
- 國際化學品安全規劃署(IPCS) - 氟代烴概述 (世界衛生組織 WHO 旗下機構,提供化學品安全信息): https://www.who.int/ipcs/assessment/public_health/fluorocarbons/zh/ (鍊接有效,指向WHO相關内容)
- 美國化學會(ACS) - 全氟化合物專題頁面 (權威化學學術組織,提供科普和專業信息): https://www.acs.org/content/acs/en/education/resources/highschool/chemmatters/past-issues/archive-2013-2014/fluorine.html (鍊接有效,ACS教育資源)
- 聯合國環境規劃署(UNEP)臭氧秘書處 - 關于消耗臭氧層物質的蒙特利爾議定書 (國際環境公約官方信息): https://ozone.unep.org/treaties/montreal-protocol (鍊接有效,官方公約信息)
- 美國環境保護署(EPA) - 全氟烷基和多氟烷基物質(PFAS) (政府環境管理機構,提供PFAS的權威信息和法規): https://www.epa.gov/pfas (鍊接有效,EPA官方PFAS專題頁)
網絡擴展資料
fluoroalkane 是由“fluor-”(氟) 和“alkane”(烷烴) 組成的複合詞,指烷烴分子中的一個或多個氫原子被氟原子取代形成的化合物。
具體解析:
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定義與結構
氟代烷屬于鹵代烴的一種,特指烷烴的氫原子被氟取代後的衍生物。例如,甲烷(CH₄)中的一個氫被氟取代後形成*********(CH₃F)。
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特性
- 氟原子電負性極強,C-F鍵鍵能高,因此氟代烷通常具有化學穩定性和熱穩定性。
- 部分氟代烷(如全氟化合物)表現出疏水、疏油性,廣泛用于表面塗層材料。
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應用領域
氟代烷曾用于制冷劑、發泡劑等(如氟利昂類物質),但由于部分化合物對臭氧層的破壞作用,現多被環保替代品取代。此外,也用于醫藥合成和特種材料領域。
參考詞彙擴展:
- 全氟烷烴(Perfluoroalkane):所有氫均被氟取代的烷烴,例如************(C₃F₈)。
- 含氟化合物:廣義上包含氟代烷、氟代烯烴等,在工業和高科技領域應用廣泛。
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