25.2: Алкани з прямим ланцюгом

Оскільки наша країна дивиться на перспективу дефіциту нафти в майбутньому, ми шукаємо альтернативні джерела палива для транспортування. Однією з дуже життєздатних можливостей є пропан газ. Потужність і прискорення для автомобілів, що працюють на пропані, порівнянні з автомобілями, що працюють на бензині, а економічність палива більша. Пропан має більш високий октановий рейтинг, ніж звичайний бензин, що призводить до набагато більш тривалого терміну служби двигуна. При правильній структурі пропанові двигуни можуть виробляти меншу кількість забруднення повітря. Ми спостерігаємо зростаюче використання пропану в автобусах, вантажівках та поліцейських автомобіках. Можливо, ваша наступна машина спалить пропан.

Прямі ланцюгові алкани

Вуглеводні

Вуглеводень - це органічна сполука, яка складається тільки з вуглецю і водню. Вуглеводневий є найпростішим видом органічної молекули, і є основою для всіх інших більш складних органічних сполук. Вуглеводні можна розділити на дві великі категорії: аліфатичні та ароматичні. Аліфатичні вуглеводні - це вуглеводні, які не містять бензольної групи або бензольного кільця. Ароматичні вуглеводні містять одне або кілька бензольних кілець. У цьому розділі мова піде про аліфатичних вуглеводнях.

Алкани

Алкан - це вуглеводень, в якому є тільки поодинокі ковалентні зв'язки. Найпростіший алкан - метан, з молекулярною формулою$\ce{CH_4}$. Вуглець є центральним атомом і утворює чотири одиночні ковалентні зв'язку з атомами водню.

Малюнок$\PageIndex{1}$: Метан є найпростішим вуглеводнем і показаний структурною формулою, моделлю кулі та палицею та моделлю заповнення простору.

Наступний найпростіший алкан називається етаном$\left( \ce{C_2H_6} \right)$, і складається з двох атомів вуглецю з єдиною ковалентною зв'язком між ними. Кожен вуглець потім здатний зв'язуватися з трьома атомами водню. Алкановий ряд прогресує звідти, збільшуючи довжину вуглецевого ланцюга на один вуглець за раз. Структурні формули етану,$\left( \ce{C_3H_8} \right)$ пропану та бутану$\left( \ce{H_4H_{10}} \right)$ наведені нижче.

Ці алкани називаються прямоланцюговими алканами, оскільки атоми вуглецю з'єднані в один безперервний ланцюг без гілок. Іменування та написання структурних та молекулярних формул для алканів з прямим ланцюгом є простим. Назва кожного алкана складається з префікса, який вказує кількість атомів вуглецю і закінчення -ane. Молекулярна формула$n$ слідує за схемою,$\ce{C_{n}H_{2n_2}}$ де - кількість вуглеців в ланцюжку. У таблиці нижче перераховані перші десять членів алканового ряду.

Перші десять учасників серії Alkane

Таблиця$\PageIndex{1}$: Перші десять членів серії Alkane
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів серії Алкана» style="вертикально-вирівнювання:middle; "> Ім'я	Молекулярна формула	Конденсована структурна формула	Точка кипіння$\left( ^\text{o} \text{C} \right)$
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Метан	$\ce{CH_4}$	$\ce{CH_4}$	-161.0
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Етан	$\ce{C_2H_6}$	$\ce{CH_3CH_3}$	-88.5
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Пропан	$\ce{C_3H_8}$	$\ce{CH_3CH_2CH_3}$	-42.0
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Бутан	$\ce{C_4H_{10}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_3}$	0,5
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Пентан	$\ce{C_5H_{12}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_3}$	36.0
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Гексан	$\ce{C_6H_{14}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}$	68.7
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Гептан	$\ce{C_7H_{16}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}$	98.5
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Октан	$\ce{C_8H_{18}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}$	125.6
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикальне вирівнювання: middle; ">Nonane	$\ce{C_9H_{20}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}$	150.7
\ (\ pageIndex {1}\): Перші десять членів Алканової серії» style="вертикально-вирівнювання:middle; ">Decane	$\ce{C_{10}H_{22}}$	$\ce{CH_3CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_2CH_3}$	174.1

Зверніть увагу, що таблиця показує варіацію структурної формули, яка називається конденсованою структурною формулою. У цій формулі розуміють, що ковалентні зв'язки існують між кожним вуглецем і пов'язаними з ним воднями, а також між атомами вуглецю. Ця таблиця також показує, що точки кипіння алканів неухильно збільшуються в міру збільшення довжини вуглецевого ланцюга. Це пов'язано зі збільшенням сили міжмолекулярних сил притягування і є загальною рисою інших органічних молекул.

Резюме

• Вуглеводень - це органічна сполука, яка складається лише з вуглецю та водню; це найпростіший вид органічної молекули.
• Аліфатичні вуглеводні - це вуглеводні, які не містять бензольної групи або бензольного кільця.
• Ароматичні вуглеводні містять одне або кілька бензольних кілець.
• Алкан - це вуглеводень, в якому є тільки поодинокі ковалентні зв'язки.