Alkane   알케인, 알칸

(2022-05-22)

알케인계

1. 알칸 / 알케인(Alkane) 계 탄화수소 : CnH2n+2탄소 간 결합이 단일 결합 만을 갖는, 사슬형 포화 탄화 수소
     - 일명, 파라핀 족 (Paraffin Family) 이라고도 함
        . 지방족 포화 탄화수소 계열


2. 알케인계의 구조적 특징

  ㅇ 가장 간단한 분자 결합 형태
     - 오직 수소탄소로 만 구성됨 (탄화수소)

  ㅇ 각 탄소 원자 마다, sp3 혼성궤도함수를 갖음
     - sp3 혼성화, 정사면체 배향, 109.5˚(결합각)
     - 정사면체 중심에 탄소 원자가 위치함

  ㅇ 분자 내 모든 결합이, 탄소 - 탄소 단일 결합이고, 포화되어 있음 
     - 이중 결합,삼중 결합 없음 (포화 탄화 수소)
     - 탄소 원자의 나머지 원자가(최외곽 결합손)는, 모두 수소 원자와 결합되어 포화되어 있음

  ㅇ 고리를 잇지 않는 사슬형 (비 고리형)
     - 즉, 직선형 및 가지형 만을 포함

     * 한편, 고리형의 경우는, 
        . 별도로, 사이클로 알케인 (CnH2n) 이라고 불림

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

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

     - 이때, 곁가지 없이, 한 줄로 긴 끈(사슬,Chain) 모양을 형성하는 경우에,
        . `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. 알케인계 탄화수소의 분류

  ※ ☞ 알케인 분류 참조
     - 탄소 수에 따른 분류 : 메탄(1),에탄(2),프로판(3),부탄(4),펜탄(5),헥산(6),헵탄(7) 등


4. 알케인계의 화학적 성질

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

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

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

  ㅇ 무색 무취

  ㅇ 비교적 낮은 용융점비등점을 갖음


[알케인계] 1. 알케인 2. 알케인계 분류 3. 알케인 명명 4. 알킬 기 5. 메탄 6. 알코올
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