Alkane   알케인, 알칸

1. 알칸 / 알케인 (Alkane) 계 탄화수소

  ㅇ 탄소 간 결합이 단일 결합 만을 갖는, 포화 탄화수소
     - 일명, 파라핀 족 (Paraffin Family) 이라고도 함
        . 지방족 포화 탄화수소 계열


2. 알케인계의 구조적 특징

  ㅇ 가장 간단한 분자 결합 형태
     - 오직 수소와 탄소로 만 구성됨  (즉, 탄화 수소 형성)

  ㅇ 분자 내 모든 결합이, 탄소 - 탄소 단일 결합이고, 포화되어 있음 
     - 탄소 원자 간에 이중 결합,삼중 결합 없음  (즉, 포화 탄화 수소 형성)
        . 탄소 원자의 나머지 원자가(최외곽 결합손) 모두가, 
        . 각각 수소 원자와 결합되어, 포화되어 있음

  ㅇ 모든 탄소 원자가 4개의 기(group)로 둘러싸여 있음
     - sp3 혼성화 : 모든 탄소 원자가 sp3 혼성 오비탈을 가짐
     - 배향 : 정사면체 배향 
     - 구조 : 사면체 구조 (정사면체 중심에 탄소 원자가 위치함)
     - 결합각 : 109.5˚

  ㅇ 사슬형 및 고리형 으로 구분 가능
     - 사슬형 (비 고리형, 고리를 잇지 않음) (acyclic)
        . 즉, 직선형 및 가지형 만을 포함
        . 분자식 : CnH2n+2

     - 고리형 (cyclo-) (cycloalkane)
        . 사슬형과는 별도로, 사이클로 알케인 (CnH2n) 이라고 부름
        . 분자식 : CnH2n

  ㅇ 사슬형  :  긴 사슬 형성
     - 사슬 연결되는 탄소 원자의 개수에 따라, 알케인의 크기가 달라짐
        . 연결되는 탄소 수에는 거의 제한 없음

     - n이 커질수록, 긴 사슬 형성하며, => `몰질량`, `녹는점`,`끓는점`이 모두 증가함
         . 몰질량이 증가할 수록, 녹는점,끓는점이 증가함

     - 이때, 곁가지 없이, 한 줄로 긴 끈(사슬,Chain) 모양을 하므로,
        . `노말(n-)`, `곧은 사슬 알케인(straight chain alkcane)`, 
          `곁가지 없는 탄화수소 (unbranched hydrocarbon)` 등으로 불리움
        . 노말 알케인 내 사슬은, 직선이 아닌 지그재그 형태 (C-C-C 각도가, 109.5˚)

     - n-알케인의 일반식 : CnH2n+2
        
        . CH3 - (CH2)n - CH3

     - 이렇게, (탄소 수가 늘어나며, 긴 사슬을 형성하며)
        . 이전 화합물에 메틸렌기(CH2)기를 넣어 늘리면서,
        . 새로운 다음 순서의 알케인 계열을 만듬

  ㅇ 유기화합물 이름은, 알케인 이름을 기본으로 하여 명명함          ☞ 알케인 명명 참조


3. 알케인계의 화학적 성질

  ㅇ 비극성 분자
     - 수소결합을 하는 물에 거의 녹지 않음 (소수성) 

  ㅇ 약하지만 분자 간 인력 있음
     - 분자 내 공유결합은 강하지만, (C-C, C-H 공유결합)
     - 분자 간에는 약한 수소 결합 및 반데르발스 결합 있음
     - 이 분자 간 힘이 알케인계의 물리적 성질을 결정하게 됨

  ㅇ 반응성 낮음
     - 알케인은 포화된 화합물이고, C-C,H-H 결합이 비교적 센 결합임
     - 작용기가 없으므로, 다른 유기화합물에 비해 반응성이 낮음             ☞ 치환기(알킬기) 참조

     - 화학적 안정성 때문에, 
        . 연료,윤활제로 쓰임 
           .. 천연 가스, 석유 등이 모두 알케인을 포함하는 물질 임
        . 플라스틱 같은 구조 형성 골격에 쓰임

  ㅇ 무색 무취

  ㅇ 비교적 낮은 용융점 및 비등점을 갖음