烷烴、命名與構象
烷烴
/ AL-kane /
烷烴是最簡單的有機分子:碳原子靠單鍵連成骨架,剩下的位置全部接上氫。家用爐灶裡的甲烷、露營罐裡的丙烷、打火機裡的丁烷,以及蠟燭裡的長鏈,都是烷烴。它們是有機化學裡的「白米飯」——安靜、不活潑,卻是搭建一切更有趣分子的框架。
由於每個碳都形成四個單鍵,沒有多餘的鍵去做別的事,烷烴被稱為飽和的:它含有可能最多的氫。直鏈或支鏈(開鏈)烷烴遵循通式 CnH2n+2,所以甲烷是 CH4,乙烷是 C2H6,丙烷是 C3H8,依此類推,每多一員就多一個 CH2 單元。這個規律的家族叫同系列(homologous series),隨著鏈增長,分子變重、沸點升高,從氣體變成液體再變成蠟狀固體。
烷烴幾乎沒有極性,所以不溶於水(油水不相溶),分子之間只靠微弱的凡得瓦力維繫。它們在化學上也很「懶」:常溫下對酸、鹼和大多數試劑都無動於衷。它們真正會發生的反應只有兩個——燃燒(combustion,驅動引擎和爐灶)以及在光照或加熱下與鹵素反應(自由基鹵化)。從某種意義上說,有機化學裡其餘的一切,都不過是在烷烴骨架上裝點了活潑的官能團。
辛烷 C8H18 是汽油的主要成分之一,屬於直鏈烷烴;加油站標的「93 號汽油」是一種抗爆性評級,並不是這種分子的實際含量。
通式 CnH2n+2 中 n = 8 即得 C8H18——完全飽和,只有單鍵。
「飽和」指的是沒有碳碳雙鍵或三鍵,而不是「含很多脂肪」。烷烴的不飽和度為零;通式 CnH2n+2 是衡量其他所有類別的基準。
又稱
另見