前の議論では、結合して開鎖を形成する炭素原子(C)と水素原子(H)の元素で構成される脂肪族炭化水素のグループとして、アルカンアルケンアルケンについて簡単に知りました。分岐することも、分岐しないこともあります。
アルカンアルカンにもそれぞれの違いがあります。しかし今回は、アルカンの意味、命名法から物理的および化学的性質まで、アルカンについてより深く理解します。どんな感じ?
前述のように、アルカンは炭素-炭素単結合を含む飽和開鎖炭化水素です。アルカンの一般式は次のとおりです。
CnH2n + 2
アルカンC-CおよびC-Hでは、σ結合は炭素のsp3混成軌道と水素原子の1s軌道の組み合わせによって形成されます。
命名法
IUPAC規則を参照すると、アルカン化合物の命名法は、接頭辞+接尾辞の式を使用して記述されます。ここで、接頭辞はアルカンの炭素原子の数を表します。次に、接尾辞「ana」を追加します
(また読む:アルカンアルケンアルケン、私たちが知っておくべき炭化水素)
例として、 CH4。炭素原子の数は1つであるため、接頭辞は満たされ、接尾辞が追加されて、IUPAC名は CH4 メタンです。
異性体
3つ以上の炭素原子を持つアルカンはいくつかの方法で配置でき、異なる構造異性体を形成します。
アルカンは鎖異性体を示すことがあります。たとえば、2つの可能なC異性体4H10 は:
アルカンの物性
アルカンは非極性分子です。 C1〜C4は気体、C5〜C17は液体、18個以上の炭素原子を持つものは298Kで固体です。アルカンは無色無臭です。その沸点は、分子量の増加とともに増加します。
アルカンの化学的性質
アルカンは一般に、酸、塩基、酸化剤、還元剤に対して不活性です。アルカンは置換反応のみを受けます。
アルカンの特徴的な反応は置換反応です。置換反応の例は、ハロゲン化、ニトロ化、スルホン化です。反応はフリーラジカルメカニズムを介して行われます。
ハロゲン化
ニトロ化
燃焼
制御された酸化
異性化
無水塩化アルミニウムおよび塩化水素ガスの存在下で加熱すると、n-アルカンは分岐鎖アルカンの異性化をもたらします。
芳香族化
熱分解 またはクラッキング:より高い加熱温度でのより高いアルカンは、より低いアルカン、アルケンなどに分解します。