알칸 또는 포화 탄화수소 : 특성, 예 - 화학 - 2026

알칸 또는 포화 탄화수소 만의 구성에서 하나의 결합을 특징으로한다 공유 형. 이것은 이들 종에 존재하는 탄소 원자가 결합을 형성 할 수있는 수소 원자의 최대량에 결합되어 있다는 것을 의미하며, 이러한 이유로 포화 상태로 알려져 있습니다.

유기 화학의 세계에서 파라핀으로도 알려진 알칸은 지방족 탄화수소 (불포화 탄화수소와 같은) 그룹에 속하는 매우 풍부하고 매우 중요한 종으로 간주됩니다.

형성 될 수있는 가장 간단한 포화 탄화수소는 예를 들어 메탄, 표준 주변 조건 (25 ° C 및 atm) 하에서 기체상에서 발견되는 화합물이며, 공식은 CH ₄ 입니다.

보시다시피,이 분자에 존재하는 유일한 탄소 원자는 각 수소 원자와 하나씩 4 개의 단순한 결합을 가지고 있습니다.

알켄과 알킨은 에틸렌과 프로필렌의 경우처럼 중요한 상업적 용도를 가지고 있습니다. 그러나 그들은 또한 포화 탄화수소보다 반응성이 더 높기 때문에 일반적인 알켄과 알킨에서 발생하는 반응의 범위가 넓습니다.

알칸의 명명법

알칸 또는 포화 탄화수소의 이름을 올바르게 지정하려면 IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry)에 따라 가장 간단한 네 가지 알칸에 대한 체계적인 명명법을 적용하지 않아야합니다.

선형 포화 탄화수소의 명명법

이러한 화합물은 일반 식 C _n H _{2n + 2} 를 가지며, 여기서 n의 값은 양의 정수 (n = 1,2, …) 일 수 있으며 탄소 원자 수에 해당하는 접두사를 사용하여 명명되며 접미사 –ano를 추가합니다.

따라서 처음 4 개의 포화 분자는 메탄 (CH ₄ ), 에탄 (C ₂ H ₆ ), 프로판 (C ₃ H ₈ ) 및 부탄 (C ₄ H ₁₀ )입니다.

5 개에서 10 개 사이의 탄소 원자를 갖는 알칸의 명명법부터 시작하기 위해, 연속적인 한 가장 긴 사슬에 존재하는 이러한 원자의 수를 계산합니다.

또한, 알칸에서 수소 원자를 빼면 치환기, 즉 말단 -ane이 -yl로 변경된 그룹이된다. 예를 들어, 메탄 (CH ₄ )은 메틸 (-CH ₃ )이되고 다른 분자와 유사하게됩니다.

지금까지 언급 한 내용을 고려하고 계수는 항상 가장 가까운 치환기를 갖는 탄소 원자로 시작해야한다는 점을 추가하면, 치환기 위치 다음에 알칸 이름이 표시됩니다.

따라서 위의 화합물을 3- 메틸 펜탄이라고합니다.

분 지형 포화 탄화수소 명명법

유사하게, 분지 쇄 알칸은 선형 알칸과 동일한 일반 식을 갖지만 n> 2입니다. 따라서 하나 이상의 원자 또는 원자 그룹이 하나 이상의 수소 원자를 대체 할 때마다 이러한 치환기의 위치를 ​​기록해야합니다.

동일한 알킬 유형의 그룹이 여러 개있는 경우 di-, tri- 또는 tetra-라는 표현은 이들 치환기의 양을 나타 내기 위해 사용되며, 그 앞에 위치 표시가 있고 알칸 이름으로 끝납니다.

치환기가 다른 경우 알파벳 순서에 따라 명명되며 염소 (Cl) 또는 니트로 (NO ₂ ) 와 같은 비 탄소 치환기를 가질 수도 있습니다 .

모든 경우에, 주쇄의 탄소 수를 계산하기 위해 가장 작은 수는 알파벳 순서로 가장 낮은 치환기에 연결된 탄소에 주어지며 그 방향으로 계속됩니다.

사이 클릭 포화 탄화수소의 명명법

시클로 알칸으로 더 잘 알려진 고리 형 포화 탄화수소는 일반 식 C _n H _2n , 여기서 n = 3,4, …

이 유기 분자에서 그것을 구성하는 탄소 원자는 닫힌 방식으로 배열됩니다. 즉, 구조는 고리를 형성합니다.

이러한 종의 이름을 지정하기 위해 선형 및 분 지형 알칸에 대해 위에서 설명한 지침을 따르고 접두사 cyclo- 만 추가합니다. 마찬가지로, 시클로 프로판 (C ₃ H ₆ ) 으로 간주되는 간단한 시클로.

같은 방식으로, 이들 분자는 최소 3 개의 탄소 원자를 가지고 있으며 심지어 매우 복잡한 구조를 형성하는 주쇄에 통합 된 하나 이상의 고리를 포함 할 수 있습니다.

속성

포화 탄화수소는 원자 사이에 단순한 결합을 형성하는 주요 특성을 가지고 있으며, 이는 매우 큰 분자 그룹을 만들고 아래에 자세히 설명 된 것과 같이 매우 구체적인 특성을 제공합니다.

기하학적 이성 질화

알칸 분자의 구조는 탄소가 형성 할 수있는 네 가지 결합의 형태로 인해 물리적 및 화학적 특성에 변형을 일으 킵니다.

이것은 이러한 분자에서 탄소가 sp ³ 유형의 혼성화를 가지고 있음에도 불구하고 인접한 원자 사이의 각도가 원자 유형에 따라 다를 수 있음을 의미합니다.

더 정확하게 설명하기 위해, 사이클로 알칸에는 입체 화학이라는 고유 한 특성을 부여하는 비틀림 각도가 있으며, 이는 분자의 에너지 및 분광 및 광학 특성을 부여하는 등 분자 고유의 다른 요소에 영향을 미칠 수 있습니다.

신맛

포화 탄화수소는 이온 및 기타 극성 종에 대해 상당히 낮은 반응성을 나타냅니다. 동시에 산성 및 알칼리성 물질과 거의 상호 작용하지 않습니다.

극성

알칸은 전기장이 존재할 때 극성이 거의 없기 때문에 비전 도성으로 간주됩니다. 따라서 수소 결합은 극성 용매에 용해 될 수 있도록 형성 될 수 없습니다.

따라서 그들은 모든 비극성 용매에 실질적으로 용해되며 물과 같은 극성 용매와 혼합되지 않습니다.

끓는점과 녹는 점

포화 탄화수소에서 분자간 상호 작용은 van der Waals 힘으로 인해 발생하며, 더 강한 상호 작용은 더 높은 끓는점으로 해석됩니다.

융점에서도 유사한 경향이 관찰되지만 이는 분자의 패킹 용량 때문입니다.

이러한 상호 작용은 종의 분자량과 직접 관련이 있기 때문에 분자가 클수록 끓는점과 융점이 높아집니다.

따라서 분자간 접촉면을 제공하는 더 단단한 구조를 가지므로 사이클로 알칸은 해당 선형 알칸보다 끓는점과 융점이 더 높습니다.

alkanes 용례들

선형 알칸

메탄 : 자연에서 그리고 특정 인간 활동의 산물로 풍부하게 발생하는 무색 무취의 가스입니다. 메탄은 알칸의 가장 단순한 구성원이며 가장 강력한 온실 가스 중 하나입니다 (Encyclopædia Britannica, 2017).

에탄 : 주로 천연 가스에서 발견되는 가스로 다른 가스와 혼합하여 연료를 생산하는 데 사용됩니다.

프로판 : 천연 가스에서 발견되는 무색의 가스로 가정과 산업의 연료로 사용됩니다. 프로판의 화학식은 C 인 ₃ H ₈ 및 확장 된 공식은 CH이고 ₃ CH ₂ CH ₂ (식 프로판, SF).

부탄 : 또는 n- 부탄은 원유 천연 가스에서 추출한 수십 가지 가스 중 하나이며 원유에서도 생산 될 수 있습니다. N- 부탄은 무색의 다목적 가스입니다. 부탄은 가열, 냉각 및 가벼운 연료에 사용할 수 있습니다.

N-Pentane : 석유 냄새가 나는 투명한 무색 액체입니다. 펜탄은 알코올성 음료와 홉 오일에서 발견됩니다. 이 알칸은 일부 연료의 구성 요소이며 실험실에서 특수 용매로 사용됩니다.

N-Hexane : 석유와 같은 냄새가 나는 무색 투명한 액체입니다. 감귤류 과일에서 발견되며 씨앗과 채소에서 식용유를 추출하는 데 사용되며 특수 목적 용제 및 세정제로 사용됩니다.

N- 헵탄 : 석유 냄새가 나는 무색 투명한 액체입니다. 카 다몬에서 발견됩니다. 물보다 밀도가 낮고 물에 녹지 않습니다. 공기보다 무거운 증기.

N- 옥탄 : 가솔린 냄새가 나는 무색의 액체입니다. 물보다 밀도가 낮고 물에 녹지 않습니다. 그러므로 그것은 물에 뜬다. 자극적 인 증기를 생성합니다.

Methyl Chloride : 클로로 메탄이라고도하며 무색 기체입니다. 실리콘 폴리머 제조 및 기타 화학 제품 제조에 사용되는 가장 단순한 할로 알칸입니다.

클로로포름 : 무색, 냄새가 나고 휘발성이 높은 액체로 마취 특성으로 널리 사용됩니다. 이러한 특성으로 인해 소량으로 섭취하더라도 사람들을 기절 시키거나 때릴 수 있다는 평판이 있습니다 (MoviesDoes Chloroform Really Knock You Out As They Show In Movies ?, 2016).

사염화탄소 : 테트라 클로로 메탄 이라고도 불리며, 무색의 밀도가 높고 독성이 강한 휘발성의 불연성 액체로 특유의 냄새가 나며 용매로 사용됩니다.

Chloroethane : 약간의 압력으로 응축되는 가스입니다. 클로로 에탄은 주로 스포츠 의학의 국소 통증 완화에 사용됩니다 (National Center for Biotechnology Information., 2017).

브로 모에 탄 (Bromoethane) : 에틸 브로마이드라고도하며 무색의 휘발성 액체로 물보다 약간 용해되고 밀도가 높습니다. 증기는 공기보다 무겁습니다. 의약품 제조 및 용매로 사용됩니다.

분 지형 알칸

이소 부탄 : 희미한 석유 냄새가 나는 무색 가스입니다. 증기압 하에서 액화 가스로 배송됩니다. 액체와 접촉하면 동상이 발생할 수 있습니다. 쉽게 켜집니다.

이소 펜탄 -2- 메틸 부탄이라고도하며 가솔린 냄새가 나는 무색의 수성 액체입니다. 물에 뜬다. 가연성 및 자극성 증기를 생성합니다 (National Center for Biotechnology Information. PubChem Compound Database;, 2017).

2- 메틸 펜탄 : 분자식 C ₆ H1 _4를 가진 분지 쇄 알칸입니다 . 휘발유 냄새가 나는 물 액체로 물에 떠서 자극적 인 증기를 생성합니다.

3,3- 디메틸 헥산 -허브와 향신료에서 발견됩니다. 3, 3-Dimethylhexane은 Osmanthus fragrans (sweet osmanthus)와 인삼 오일의 성분입니다.

2, 3- 디메틸 헥산 : 과일에서 발견됨. 2,3- 디메틸 헥산은 전분의 휘발성 성분입니다.

네오 펜탄 : 물보다 밀도가 낮은 액체입니다. 물에는 녹지 않지만 알코올에는 녹는다 (National Center for Biotechnology Information., 2015).

2, 2, 4-trimethylpentane : 또는 isooctane은 석유 산업과 관련된 제품의 제조, 사용 및 폐기를 통해 환경으로 방출됩니다. 2,2,4- 트리메틸 펜탄은 인간의 피부에 침투하여 손의 피부와 조직에 괴사를 일으켜 수술이 필요했습니다 (National Center for Biotechnology Information., 2017).

사이클로 알칸

Cyclopropane- 석유 냄새가 나는 무색 가스입니다. 액체와 접촉하면 동상이 발생할 수 있습니다. 그것은 공기의 변위로 질식 할 수 있으며 고농도에서 마약 효과가 있습니다.

Cyclobutane : 13 ° C에서 액체로 응축되는 기체. 물에 불용성. 알코올, 아세톤 및 에테르에 용해됩니다.

Cyclopentane- 석유와 같은 냄새가 나는 무색 투명한 액체입니다. 물보다 밀도가 낮고 불용성입니다. 증기는 공기보다 무겁습니다.

시클로 헥산 : 알 줄기 양배추에서 발견됩니다. 식품 용 색상 첨가제 혼합물에 희석제.

Cycloheptane : 물보다 밀도가 낮은 무색의 불용성 유성 액체입니다. 고농도의 흡입은 마취 효과가있을 수 있습니다. 다른 화학 물질을 만드는 데 사용됩니다.

사이클로 옥탄 : 탄소 원자가 9 개인 폴리 사이 클릭 탄화수소입니다. 물에 불용성.

Methylcyclohexane- 석유와 같은 냄새가 나는 무색 투명한 액체입니다. 메틸 사이클로 헥산에서 큰 메틸기가 적도 인 의자 형태는 가장 안정적이며 따라서 가능한 모든 형태 중 가장 인구가 많다 (Carey, 2011).

이소 프로필 시클로 헥산 : 과일에서 발견되는 무색의 액체입니다. 이소 프로필 시클로 헥산은 Carica papaya (papaya)에서 발견됩니다.

메틸 시클로 펜탄 : 무색의 불용성 액체이며 물보다 밀도가 낮습니다. 증기는 마취적이고 자극적 일 수 있습니다. Methylcyclopentane은 Helianthus annuus (해바라기)에서 분리됩니다.

Norborane : C7H12 공식을 사용하는 헵탄 자전거라고도 불리는 바이 사이 클릭 알칸입니다.

참고 문헌

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