乙炔

乙炔（quē），俗称电石气，化学式C₂H₂，是炔烃化合物系列中体积最小的一员，主要作工业用途，特别是烧焊金属方面。与氧气组成切割套装时，俗称风煤，风指压缩氧气，煤指乙炔。

乙炔于1836年由英国科学家艾德蒙·戴维（Edmund Davy）发现，化学式为C₂H₂，有一个如下图所示的直线型结构：

H - C ≡ C - H

乙炔在室温下是无色、极易燃的气体。纯乙炔是无臭的，但工业用乙炔由于含有硫化氢、磷化氢等杂质，而有一股大蒜的气味。乙炔的化学能主要贮存于它的三键中。

在摄氏400度以上，乙炔会聚合生成乙烯基乙炔（C₄H₄）和苯（C₆H₆）。在摄氏900度以上则会形成炭黑。

碳酸钙（石灰岩）和煤炭是生产乙炔的主要原料。首先，碳酸钙会转化为氧化钙，煤炭则转化为焦炭。然后氧化钙和焦炭会发生反应形成碳化钙和一氧化碳：

CaO + 3C → CaC₂ + CO

碳化钙加水会形成乙炔和氢氧化钙：CaC₂ +2H₂O → C₂H₂↑ + Ca(OH)₂

分子结构

就价键理论而言，在每个碳原子上2s 原子轨道与一个2p轨道轨道杂化形成sp杂化体。另外两个2p轨道仍然是非杂化的。两个sp杂化物轨道重叠的两个末端在碳之间形成强的σ键，而在另外一头的末端上，氢原子也通过σ键结合。两个不变的2p轨道形成一对较弱的π键。^[1]

由于乙炔是直链状的，因此具有 D_∞h 点群结构。^[2]

每年，大约百分之80在美国生产的乙炔是用作制造其他化学品的。剩余的则主要被用于乙炔焊接。在氧气中燃烧乙炔可以形成摄氏3300度的火焰，每克释放出11800焦耳的能量。

乙炔也被用于碳化物灯。以前，碳化物灯是在汽车和矿工用的灯。现在还有一些山洞探索者使用碳化物灯。碳化物灯是利用把碳化钙加水燃烧形成乙炔时的火焰照明。

现在，乙炔是用于铁的渗碳（硬化）过程的。在过去十年的研究发现乙炔是最适合这用途的碳氢化合物。

乙炔具硝化、反硝化抑制作用。

乙炔可以生成乙炔钠。和银氨溶液反应，生成乙炔银沉淀。和亚铜氨溶液反应，生成乙炔亚铜沉淀。

1.可燃性：2CH≡CH+5O₂→4CO₂+2H₂O
现象：火焰明亮、带浓烟，燃烧时火焰温度很高（>3000℃），用于气焊和气割。其火焰称为氧炔焰。
2.被KMnO4氧化：能使紫色酸性与中性高锰酸钾溶液褪色。
酸性：

C₂H₂ + 2KMnO₄ + 3H₂SO₄→2CO₂+ K₂SO₄ + 2MnSO₄+4H₂O

中性：

3C₂H₂+ 2KMnO₄ + 2H₂O → CH₃COOH + 2CH₃COOK + 2MnO₂

与水、卤素单质、卤化氢等加成。
与H₂加成：CH≡CH+H₂ → CH₂=CH₂
与HCl的加成：CH≡CH+HCl →CH₂=CHCl
并可以自身加成生成苯。

与乙烯相比易生成低聚物，例如乙烯基乙炔，在特定催化剂条件下生成聚乙炔。

由于三键中的化学能，乙炔在压力超过100 kPa下会发生分解反应，此反应为放热反应，因此可引发剧烈的爆炸。液态或固态乙炔也会发生相同的分解反应，因此高压乙炔必须溶解在丙酮中（溶解过程放热），并置于含有多孔性材质（Agamassan）的钢瓶中储存。^[3]

^ Organic Chemistry第7版。 J.McMurry，Thomson 2008
^ Housecroft, C. E.; Sharpe, A. G. Inorganic Chemistry 3rd. Prentice Hall. 2008: 94–95. ISBN 978-0131755536.
^ 范维铨. 浅析溶解乙炔气瓶喷丙酮的原因及对策（页面存档备份，存于互联网档案馆）. 锅炉压力容器安全, 1990. 6 (5): 23-25.