鹵烴

簡介

烴分子中的氫原子被鹵素取代後生成的化合物稱鹵代烴，簡稱鹵烴。鹵烴一般用RX表示，R表示烴基，X表示鹵素（F、Cl、Br、I），鹵原子是鹵烴的官能團。

鹵烴的分類方法有三種：根據烴基結構分類，根據鹵素數目分類和根據鹵素所連的碳原子種類分類。

根據烴基結構分類，可將鹵烴分為飽和鹵代烴、不飽和鹵代烴和鹵代芳烴三種。例如：
RCH—X 飽和鹵烴

RCH=CH—X 不飽和鹵烴

根據鹵素數目分類，可分為一鹵、二鹵和多鹵代烴。

根據鹵素所連的碳原子種類可分為一級（第一、伯）、二級（第二、仲）和三級（第三、叔）代烴。

常溫下，四個碳以下的氟代烷、兩個碳以下的氯代烷以及溴甲烷是氣體，其他常見的鹵烴均為液體，十五個碳以上的鹵烴為固體。

除氟代烴外，烴基相同的鹵烴其沸點隨原子序數的增大而升高；同分異構體中，一般也是直鏈分子沸點較高，支鏈越多沸點越低。氟代烴的沸點比較無規律。

所有的鹵代烴都不溶於水，而溶於有機溶劑中。

大多數鹵代烴的比重都大於水，但氟代烴和某些氯代烴的比重比水輕。

鹵烴多有香味，但對肝臟有毒害作用。

鹵烴在銅絲上燃燒時生成綠色火焰，這是鑑別鹵烴的簡單方法。

鹵原子是鹵烴的官能團。由於鹵素的電負性很強，使C－X鍵的可極化性增大，C－X鍵容易斷裂。所以，鹵烴的反應多發生在C－X鍵上。在同一族中，原子半徑隨著原子序數的增加而加大，原子核對外層電子的吸引力也逐漸減弱，可極化性逐漸加大。因此，鹵烴的可極化性順序為RI>RBr>RCI>RF，反應性也隨之加強。

1965年溫斯頓（S.Winstein）等人提出了親核取代反應歷程的一個連續過程，即所謂的離子對歷程（ion-pair mechanisms）。在觀察了大量實驗事實的基礎上，總結出如下反應模式。

鹵烴在電離過程中產生了彼此非常接近的一個正碳離子和一個鹵負離子，這種質體稱為緊密離子對。在溶劑的作用下，緊密離子對轉變為溶劑隔離離子對。在這種離子對中，嵌入了溶劑分子，稱溶劑隔離離子對。最後，溶劑化的正負離子完全分開，解離成自由離子。

親核試劑的進攻可以發生在未電離的底物（反應物）、緊密離子時、溶劑隔離離子對或離解的正碳離子上。因而，親核取代反應有兩種極限情況：當反應發生在未電離的底物或緊密離子對時，則屬於雙分子親核取代反應；當發生在離解了的離子時，則是單分子親核取代反應。

鹵烴的親核取代反應往往伴隨著消除反應。它們是一對競爭性反應。

當OH進攻與鹵素相連的碳原子時①，得到的是親核取代反應產物；當OH進攻β-位的氫原子時②，得到的是消除反應產物。反應的取向決定於反應底物的分子結構和反應條件。

消除反應也有單分子和雙分子消除過程。

鹵烴因種類不同，用途各異，可用作溶劑、製冷劑、滅火劑、殺蟲劑等，有的是合成高分子化合物所用的單體。是重要的有機合成試劑和化工原料。