碳氢化合物，也称为烃， 是由碳原子和氢原子通过共价键结合形成的有机化合物。这些化合物是生命的基础，并且是石油和天然气等能源的主要来源。碳氢化合物的结构多样，可以形成从简单的甲烷（CH₄）到复杂的聚合物如聚苯乙烯（C₆H₆·C₆H₅·CH₃）等多种类型。
结构特征
碳氢化合物的基本结构单元是碳原子和氢原子，它们可以形成线性或环状的分子结构。碳原子之间可以通过单键（C-C）、双键（C=C）或三键（C≡C）连接。根据碳原子之间的连接方式，碳氢化合物可以分为以下几类：
烷烃：碳原子之间只通过单键连接的碳氢化合物，如甲烷（CH₄）。
烯烃：碳原子之间至少有一个碳-碳双键的碳氢化合物，如乙烯（C₂H₄）。
炔烃：碳原子之间至少有一个碳-碳三键的碳氢化合物，如乙炔（C₂H₂）。
环烃：碳原子之间形成环状结构的碳氢化合物，如环己烷（C₆H₁₂）。
芳香烃：含有一个或多个芳香环的碳氢化合物，如苯（C₆H₆）。
物理性质
碳氢化合物的物理性质因其化学结构的不同而有所差异。它们通常具有以下特性：
可燃性：许多碳氢化合物在空气中可以燃烧，释放能量。
稳定性：碳氢化合物在常温常压下相对稳定，但某些化合物在特定条件下可以发生反应。
低毒性：大多数碳氢化合物对人类和环境相对安全，但某些烃类化合物如苯和甲醛具有毒性。
低刺激性：碳氢化合物对皮肤和眼睛的刺激性较低，但长时间暴露在高浓度下可能引起不适。
应用领域
碳氢化合物在日常生活和工业生产中有着广泛的应用：
能源：石油和天然气是重要的碳氢化合物，用于发电、供暖和交通燃料。
塑料和合成材料：碳氢化合物是制造塑料、合成纤维和橡胶等合成材料的基础原料。
药物：许多药物和药物前体都是碳氢化合物。
农业：碳氢化合物是农药和肥料的主要成分，对农业生产至关重要。
衍生物
碳氢化合物的衍生物是通过将碳氢化合物中的氢原子替换为其他原子或原子团而形成的化合物。这些衍生物包括：
卤代烃：碳氢化合物中的氢原子被卤素原子（如氟、氯、溴、碘）取代。
醇和醚：碳氢化合物中的氢原子被羟基（-OH）或醚键（-O-）取代。
酮和醛：碳氢化合物中的碳原子之间形成双键，形成酮（C=O）或醛（C=H）基团。
羧酸和酯：碳氢化合物中的碳原子之间形成羧基（-COOH）或酯基（-COO-）。
碳氢化合物作为有机化学的重要组成部分，其结构和性质为化学研究和应用提供了丰富的素材。