בנה של אלקנים

תרכובות המכילות אטומי פחמן ומימן נקראות פחמימנים. הפחמימן הפשוט ביותר, מתאן, הוא אטום פחמן טטרוולנטי הקשור לארבעה אטומי מימן.

אם אחד מאטומי המימן של מתאן מוחלף באטום פחמן הקשור לשלושה אטומי מימן, נוצר הפחמימן הבא, אתאן.

מתאן ואתאן שייכים למשפחת הפחמימנים הנקראים אלקנים. מכיוון שאלקנים מכילים רק קשרים קוולנטיים יחידים, הם פחמימנים רוויים.

בכל אלקנה, למשל אתאן, אטומי הפחמן הם sp³ היברידיים, מה שהופך אותם פחמן tetrahedral. אורביטלים היברידיים יחידים אלה חופפים לאורביטלים ההיברידיים sp³ של אטום הפחמן השכן ליצירת קשר סיגמא פחמן-פחמן.

האורביטלים ההיברידיים האחרים של פחמן יוצרים קשרי סיגמא עם אורביטלי1 s של כל אחד מאטומי המימן. האטומים הקשורים נמצאים בזווית של 109.5° זה לזה.

בחנו את המבנים של שלושה אלקנים פשוטים – מתאן, אתאן ופרופאן. למתאן, CH₄, יש פחמן אחד וארבעה אטומי מימן; לאתאן, C₂H₆, יש שני פחמנים ושישה אטומי מימן; ולפרופאן, C₃H₈, יש שלושה פחמנים ושמונה אטומי מימן.

שימו לב שלכל נוסחה עוקבת יש פחמן אחד ושני מימנים – כלומר, קבוצת CH₂ יותר מהנוסחה הקודמת.

באופן כללי, על כל n מספר אטומי פחמן, יהיו 2n+2 אטומי מימן. לפיכך, לאלקנים יש את הנוסחה המולקולרית האופיינית: C_nH_2n+2.

נוסחה מבנית מעובה מפשטת את מבנה לואיס של אלקנים על ידי השמטת הקשרים למימן או אפילו לקשרי פחמן-פחמן.

פחמימנים יכולים להיות מיוצגים גם באמצעות זווית קו או מבני שלד. הקווים מציינים קשרי פחמן-פחמן, כאשר כל קודקוד ונקודת קצה מרמזים על אטום פחמן. המימנים, למרות שלא הוצגו במפורש, מניחים שהם קשורים לפחמנים, מה שמספק את ערכיותם.