Алканы

Алканы - углеводороды,
состав которых выражается
общей формулой
CnH2n+2,
где n – число атомов углерода.

Гомологический ряд алканов
CH4 или Н-СН2-Н – первый член гомологического ряда – метан (содержит 1 атом C);
CH3-CH3 или Н-СН2-СН2-Н – 2-й гомолог – этан (2 атома С);
CH3-CH2-CH3 или Н-СН2-СН2-СН2 -Н – 3-й гомолог – пропан (3 атома С);
CH3-CH2-CH2-CH3 или Н-СН2-СН2-СН2-СН2-Н – бутан (4 атома С).
Суффикс -ан является характерным для названия всех алканов.

Простейшие представители алканов

:
Модели молекул

Строение алканов
Химическое строение
Электронное строение
Пространственное строение

Химическое строение
(порядок соединения атомов в молекулах) простейших алканов – метана, этана и пропана – показывают их структурные формулы, Из этих формул видно, что в алканах имеются два типа химических связей:
С–С и С–Н.
Связь С–С является ковалентной неполярной. Связь С–Н - ковалентная слабополярная, т.к. углерод и водород близки по электроотрицательности

Образование ковалентных связей в алканах за счет общих электронных пар атомов углерода и водорода можно показать с помощью
электронных формул:

Пространственное строение, т.е. взаимное расположение атомов молекулы в пространстве, зависит от направленности атомных орбиталей (АО) этих атомов
Пространственное расположение АО углерода в свою очередь зависит от типа его гибридизации
Насыщенный атом углерода в алканах связан с четырьмя другими атомами. Следовательно, его состояние соответствует
sp3- гибридизации

Четыре σ-связи углерода направлены в пространстве под тетраэдрическим углом 109о28'. Поэтому молекула простейшего представителя алканов – метана СН4 – имеет форму тетраэдра, в центре которого находится атом углерода, а в вершинах – атомы водорода:

Валентный угол Н-С-Н равен 109о28’. Пространственное строение метана можно показать с помощью объемных (масштабных) и шаростержневых моделей.

Стереохимическая формула

этана С2Н6 – два тетраэдрических sp3-
атома углерода образуют более сложную пространственную конструкцию:

Структурная изомерия алканов
Причиной проявления структурной изомерии в ряду алканов является способность атомов углерода образовывать цепи различного строения. Этот вид структурной изомерии называется изомерией углеродного скелета.
Например, алкан состава C4H10 может существовать в виде двух структурных изомеров:

Итак, составу С6Н14 соответствует 5 изомеров: