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알칸족탄화수소(alkanes hydro-carbon)

작성일 2010-08-20

구조식 CnH2n+2. 탄소와 수소만으로 구성 되고 탄소-수소 원자간의 결합이 모두 단일결합이며 탄소원자의 나머지 원자가가 모두 수소원자와 결합한 지방족 포화화합물의 총칭. 흔히 알칸이라 하며 메탄족 탄화수소 · 파라핀족 탄화수소라고도 한다.

파라핀이란 라틴어의 parum affinis(친화력이 결핍되다)에 유래하며 알칸에 화학적 활성이 결핍되어 있음을 말한다.

탄소-탄소간의 단일결합의 길이는 154×10-l2m 정도이고 알켄의 2중결합(134×10-l2m 정도), 알킨의 3중결합(120×10-l2m 정도)보다도 길다.

분자내에 탄소-탄소 2중결합을 가진 알켄이나 3중결합을 가진 알킨은 불포화화합물이라고 한다.

이들은 수소와 촉매를 사용하여 수소를 첨가함으로써 포화화합물인 알칸으로 유도할 수 있다.

 


〔동족체와 이성질체〕 알칸에는 탄소원자가 연속된 곧은 사슬 모양의 것과 탄소사슬이 분기된 것이 있다.

곧은 사슬 모양의 것을 n-파라핀(또는 노르말파라핀), 분기된 것을 이소파라핀이라고 부르는 경우가 있다.

고리 모양의 포화탄화수소는 시클로알칸이라고 한다.

n-알칸은 메탄에서 에탄, 프로판이라는 식으로 탄소수가 증가함에 따라 -CH2- 단위가 증대한다.

이처럼 -CH2-의 수만이 다른 화합물을 서로 동족체 또는 동족렬화합물이라고 한다.

그리고 탄소수 3인 프로판까지는 화학식에 대응하는 화합물은 하나씩 밖에 없으나 탄소수 4인 부탄부터는 분자내의 탄소원자의 배열이 다른 화합물이 존재한다.

즉 곧은 사슬 모양의 부탄 외에 이소부탄이라는 화합물이 있다.

이처럼 같은 화학식을 가지면서 다른 원자배열을 가진 화합물을 이성질체라고 한다.

이성질체는 끓는점 · 녹는점 등의 물리적 성질은 물론 화학적 성질도 다르다.

또 탄소수 6인 헥산에서는 5개, 탄소수 7인 헵탄에서는 9개의 이성질체가 존재한다.

이처럼 탄소수가 늘어남에 따라 이성질체수는 증대한다.

탄소수 20인 아이코산의 이성질체는 37만에 가깝다.

저급인 알칸에 대해서는 가능한 이성질체가 모두 알려져 있다.

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