1. 사슬형 알케인(포화 탄화수소)의 분류 ☞ 탄화수소, 알케인 참조
ㅇ 사슬형 : 탄소 원자들이 사슬(chain) 처럼 연이어 연결되는 뼈대(골격) 형태
ㅇ 포화 탄화수소 : 모든 탄소 - 탄소 결합이, 단일결합이며,
- 작용기 없이 기본 골격을 이루며,
- 수소 원자들이 그 주변에 위치함
ㅇ 명칭 접미사 : -ane (~에인) (IUPAC / 한글명 혼용 가능)
ㅇ 분자식 : CnH2n+2
ㅇ 구조식 : 분자식은 같지만, 원자의 구조,배열이 다른 이성질체들을 표현 가능
ㅇ 구조 이성질체 수 : 탄소 수가 늘어나면, 가능한 구조 이성질체 수가 급증
- (구조 이성질체 : 원자의 종류,수는 같지만, 분자 내 원자들 간의 배열(연결 방식)이 다름)
ㅇ 몰질량 : 분자 몰질량이 선형적으로 증가하며, 분자 간 반데르발스 힘(분산력)이 커짐
- 이에 따라 끓는점, 녹는점, 밀도 등이 전반적으로 증가함
. 특히, 직쇄형 (unbranched) > 가지형 (branched) : 끓는점 높음
2. 상과 분자간 인력
ㅇ 탄소의 개수에 따라, 같은 실온에서도 서로다른 상(Phase)으로 존재 가능
* 분자량이 커질수록, 분자간 반데르발스 인력이 강해져, 끓는점,녹는점이 올라감
- 대략적 상 (실온, 약 25°C)에서,
. 탄소수 1 ~ 4개 : 기체 (메탄 ~ 부테인)
. 탄소수 5 ~ 18개 : 액체 (펜테인 ~ 옥타데칸 정도)
. 그 이상의 탄소수인 경우 : 고체 (사슬 길이,분지/가지 정도에 따라 차이)
3. 물리적 성질과 가지(분지)의 영향
ㅇ 동일 탄소수의 가지가 많은(분지된)(branched) 알케인은, 직쇄형(unbranched)보다 끓는점이 낮음
- (표면적 감소 → 분자간 인력 감소)
ㅇ 밀도는 대개 증가하지 않으며, 가지,입체에 따라 약간 변함
4. 이성질체(구조 이성질체)와 수
ㅇ 탄소 수가 늘어나면, 가능한 구조 이성질체 수가 급증
- 例) 4개 (부탄) → 2종, 5개 → 3종, 6개 → 5종, 7개 → 9종, 8개 → 18종, 9개 → 35종 등
ㅇ 이성질체는 사슬의 분지(가지) 유무와 위치에 의해 달라지며,
- 물리적 성질(끓는점 등)에 큰 영향을 줌
5. 입체,구조 관련 특이한 점
ㅇ 단일결합 만 있는 알케인에선, 입체 이성질체가 흔하지 않음
- (입체 이성질체 : 원자 간 연결 방식은 같지만, 3차원 공간적 배열이 다름)
ㅇ 다만,
- 단일결합 주위의 회전에 의해 서로 다른 배치가 존재
- 사이클로 알케인에서는 고리의 기하학이 중요
6. 고리형 알케인계 : 사이클로 알케인, 시클로 알케인 (Cycloalkane) : CnH2n
ㅇ 탄소 원자 연결 형태가 고리형을 취함
ㅇ 분자식 : CnH2n
ㅇ 명명법 : 탄소 수가 같은 비 고리형 알케인의 앞에, 사이클로(cyclo-)를 붙임
ㅇ 골격 형태
7. 탄소의 개수에 따른 명칭 ☞ 그리스어 수 접두사 참조
ㅇ 메테인(methane)/메탄 : 탄소 1개 (CH4)
ㅇ 에테인(ethane)/에탄 : 탄소 2개 (C2H6)
ㅇ 프로페인(propane)/프로판 : 탄소 3개 (C3H8)
ㅇ 부테인(butane)/부탄 : 탄소 4개 (C4H10)
ㅇ .....
ㅇ 데케인(decane)/데칸 : 탄소 10개 (C10H22)
ㅇ 운데케인(undecane)/운데칸 : 탄소 11개 (C11H24)
ㅇ 도데케인(dodecane)/도데칸 : 탄소 12개 (C12H26)
ㅇ 트리데케인(tridecane)/트리데칸 : 탄소 13개 (C13H28)
ㅇ 테트라데케인(tetradecane)/테트라데칸 : 탄소 14개 (C14H30)
ㅇ 펜타데케인(pentadecane)/펜타데칸 : 탄소 15개 (C15H32)
ㅇ .....
ㅇ 에이코세인(eicosane)/에이코산 : 탄소 20개 (C20H42)
- C20 : eicosane (에이코세인)
- C21 : heneicosane (헨에이코세인)
- C22 : docosane (도코세인)
- C23 : tricosane
- C24 : tetracosane
- C25 : pentacosane
- C30 : triacontane
- C40 : tetracontane
- C50 : pentacontane
- C100 : hectane
- C200 : dihectane