파라핀으로도 알려진 알칸은 비증 포화 탄화수소입니다. 이들은 단수 나무 구조에 배열 된 탄소 및 산소 원자로 구성됩니다.
알칸은 탄소-탄소 단일 결합 및 탄소-하수겐 단일 결합에 의해 서로 연결된 탄소 및 수소 원자로 완전히 구성된 화합물입니다.
알칸은 물에 불용성이며, 이는 매우 극성입니다. 알칸은 일련의 개방형 포화 탄화수소입니다.
알칸은 국제 순수 및 응용 화학 (IUPAC)의 국제 연합에 의해“acyclic branched 또는 unbranched ydrocarbons”로 정의됩니다.
알칸의 탄소 원자는 4 개의 시그마 결합과 함께 SP3 하이브리드 화됩니다. 수소 원자는 단일 결합에 의해 탄소 원자와 결합된다.
알칸 체인은 일반적인 화학 공식에 의해 생성됩니다. 알칸에 대한 일반적인 표시는 CNH2N+2입니다.
예를 들어 ,
n =1 => c1h2 (1) +2 =ch4 =메탄
n =2 => c2h2 (2) +2 =c2h6 =ethane
n =3 => c3h2 (3) +2 =c3h8 =propane
일련의 알칸은 위의 공식에 의해 생성됩니다. "N"은 탄소가 수소로 보유 할 결합 수를 나타냅니다.
알칸은 체인 알칸, 사이클로 알칸 및 분지 알칸의 세 그룹으로 나뉩니다.
알칸의이성질체
이성질체는 요소의 배열에 대한 상황이있을 때 발생합니다. 알칸이 3 개 이상의 탄소 원자로 형성되면이를 배열하는 개념이 발생합니다. 이것은 이성질체로 알려져 있습니다.
알칸의 가장 간단한 이성질체는 단일 탄소 원자, 예를 들어 메탄을 갖는 것입니다. 탄소 원자의 분지는 발생하지 않으며, 모두 단일 사슬로 배열됩니다. 이러한 종류의 이성질체는 "N- 이성질체"로 알려져 있습니다 ( "N"은 정상; 정상 이성질체를 나타냅니다).
탄소 원자의 수가 증가함에 따라, 탄소 사슬이 증가하여 고리 또는 사슬의 형성을 일으킨다.
C1-메탄, C2-Ethane, C3-프로판, C4-두 가지 이성질체-부탄과 이소 부탄이 있습니다.
유사하게, 이성질체는 탄소 원자 수의 각 증가마다 계속 증가하고있다.
이성질 화 과정에서 알칸은 분지 사슬 이성질체가됩니다. 그들은 탄소 또는 수소 원자를 잃지 않습니다. 대신, 화합물의 분자량은 동일하게 유지된다.
선형 알칸 :직선 체인 알칸은 선형 알칸이라고도합니다. "N-"의 접두사는 그러한 알칸을 명명하는 동안 사용됩니다. 석유 산업에서 단일 체인 또는 선형 알칸은 파라핀으로 알려져 있습니다. 이 알칸의 이름은 IUPAC 명명법을 기반으로합니다.
ch3-ch2-ch2-ch3 (n-butane)
ch3-ch2-ch2-ch2-ch3 (n- 펜타 인)
ch3-ch2-ch2-ch2-ch2-ch3 (n- 헥산)
분지 알칸
3 개 이상의 탄소 원자가있는 화합물은 직선 체인, 분지 사슬 또는 고리를 형성합니다.
배열에 기초하여, 3 가지 종류의 알칸, 직선형 알칸, 분지 체인 알칸 및 사이클로 알칸이 있습니다.
직선형 및 분지 체인 알칸을 형성하는 알칸의 경우 일반적인 분자 공식은 CNH2N+2입니다.
사이클로 알칸을 형성하는 알칸의 경우 일반적인 분자 공식은 CNH2N입니다.
2-methyl butane
neo pentane
알칸의 물리적 특성
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알칸은 색상이 없습니다. 그들은 무색입니다.
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가장 낮은 분자량을 가진 알칸은 가스, 중간 중량을 가진 하나는 액체이고 나머지는 고체입니다.
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알칸은 반 데르 발스 힘으로 인해 녹는 점이 높습니다.
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알칸은 또한 비등점이 더 높습니다.
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알칸은 전기를 전기하지 않기 때문에 전기장에 의해 편광되지 않습니다.
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알칸은 소수성입니다. 즉, 물에 불용성이 있습니다.
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알칸은 냄새가 없습니다. 즉, 냄새가 없습니다.
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알칸은 비극성 용매입니다.
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알칸은 반응이없고 생물학적 활동이 거의 없습니다.
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알칸은 수 밀도가 낮고 수면에 부유합니다.
알칸의 화학적 특성
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알칸은 반응하지 않습니다.
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과도한 산소에 노출되면 알칸은 연소 반응을 겪고 이산화탄소 가스 및 물을 형성합니다.
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알칸은 염화물 알칸과 브로마이드 알칸을 형성하기 위해 자외선 광선의 존재 하에서 염소와 브롬으로 할로겐화를 겪습니다.
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알칸은 산소와의 연소 반응을 겪어 점화하기가 어렵습니다.
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알칸은 더 큰 분자를 작은 분자로 파괴하여 자유 라디칼이 형성되는 촉매 방법을 겪습니다.
알칸의 발생
알칸은 목성, 토성, 천왕성, 해왕성과 같은 많은 행성의 외부 대기의 아주 작은 부분을 형성합니다.
지구상의 메탄 가스의 흔적은 주로 메탄 생성 미생물에 의해 생성됩니다. 균일 한 탄소 원자가있는 알칸은 쉽게 파손되어 특정 박테리아에 의해 더 쉽게 저하 될 수 있습니다.
알칸은 많은 박테리아, 고고, 곰팡이 및 많은 식물에 의해 자연적으로 생산됩니다.
상업적 수준에서 천연 가스와 오일은 알칸의 가장 중요한 공급원입니다.
알칸의 불용성 특성으로 인해 바다 또는 수역에서의 존재는 거의 무시할 수 있습니다. 그러나 고압 및 저온 하에서, 메탄은 물로 결정화를 거쳐 메탄 클라 트레이트를 형성 할 수 있으며, 이는 단단한 형태의 메탄이다.
결론
알칸은 다양한 화학적 및 물리적 특성을 가지고있어 다재다능합니다. 그들의 특성으로 인해 알칸은 일상적인 목적으로 널리 사용됩니다.
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에어로졸 스프레이 및 가스 버너는 프로판과 부탄으로 만들어졌으며, 이는 저온에서 액화됩니다.
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5에서 8까지의 탄소, 즉 펜탄에서 옥탄까지의 알칸은 내연 엔진에 사용됩니다.
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메탄과 에탄은 천연 가스에 존재하며, 요리 및 가열 및 전력 효율에 사용됩니다.
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알칸은 화학 산업의 가장 중요한 원료를 구성하며 휘발유 및 윤활유의 주요 구성 요소입니다.
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알칸은 또한 Haber-Bosch 과정에 의해 암모니아 생산에서 나오는 비료로도 사용됩니다.