烷烃、命名与构象

烷烃

/ AL-kane /

烷烃是最简单的有机分子:碳原子靠单键连成骨架,剩下的位置全部接上氢。家用炉灶里的甲烷、露营罐里的丙烷、打火机里的丁烷,以及蜡烛里的长链,都是烷烃。它们是有机化学里的「白米饭」——安静、不活泼,却是搭建一切更有趣分子的框架。

由于每个碳都形成四个单键,没有多余的键去做别的事,烷烃被称为饱和的:它含有可能最多的氢。直链或支链(开链)烷烃遵循通式 CnH2n+2,所以甲烷是 CH4,乙烷是 C2H6,丙烷是 C3H8,依此类推,每多一员就多一个 CH2 单元。这个规律的家族叫同系列(homologous series),随着链增长,分子变重、沸点升高,从气体变成液体再变成蜡状固体。

烷烃几乎没有极性,所以不溶于水(油水不相溶),分子之间只靠微弱的范德华力维系。它们在化学上也很「懒」:常温下对酸、碱和大多数试剂都无动于衷。它们真正会发生的反应只有两个——燃烧(combustion,驱动引擎和炉灶)以及在光照或加热下与卤素反应(自由基卤化)。从某种意义上说,有机化学里其余的一切,都不过是在烷烃骨架上装点了活泼的官能团。

辛烷 C8H18 是汽油的主要成分之一,属于直链烷烃;加油站标的「93 号汽油」是一种抗爆性评级,并不是这种分子的实际含量。

通式 CnH2n+2 中 n = 8 即得 C8H18——完全饱和,只有单键。

「饱和」指的是没有碳碳双键或三键,而不是「含很多脂肪」。烷烃的不饱和度为零;通式 CnH2n+2 是衡量其他所有类别的基准。

又称
saturated hydrocarbonparaffin饱和烃石蜡烃