烷烃的结构

含有碳原子和氢原子的化合物称为烃。最简单的烃是甲烷，其分子中一个四价的碳原子与四个氢原子相连。

如果甲烷的一个氢原子被一个与三个氢原子键合的碳原子取代，就会形成下一个烃类化合物——乙烷。

甲烷和乙烷属于称为烷烃的烃类家族。由于烷烃仅含有单个共价键，因此它们是饱和烃。

在任何烷烃中，例如乙烷，碳原子均为sp³杂化，使其成为四面体碳。这些单占据的杂化轨道与相邻碳原子的sp³杂化轨道重叠，形成碳-碳σ键。

碳的其他杂化轨道与每个氢原子的1s轨道形成σ键。成键原子之间的夹角为109.5°。

观察三种简单烷烃的结构——甲烷、乙烷和丙烷。甲烷（CH₄）含有一个碳原子和四个氢原子；乙烷（C₂H₆）含有两个碳原子和六个氢原子；丙烷（C₃H₈）含有三个碳原子和八个氢原子。

请注意，每个后续的分子式都比前一个分子式多一个碳原子和两个氢原子，即多一个 CH₂ 基团。

通常情况下，对于每一个含有 n 个碳原子的分子，其氢原子数为 2n+2。因此，烷烃具有特征性的分子式：C_nH_2n+2。

缩略结构式通过省略氢原子之间的键，甚至碳-碳键，来简化烷烃的路易斯结构。

烃类也可以用键线式或骨架结构来表示。线条代表碳-碳键，每个顶点和端点都表示一个碳原子。氢原子虽然没有明确标出，但默认与碳原子相连，以满足碳的化合价。