3.1: 알칸의 구조

탄소 사슬의 생성으로 이어지는 탄소-탄소 결합의 형성은 유기 화학의 기초입니다. 케쿨레와 아치볼트 쿠퍼는 탄소 사슬 형성에 대한 아이디어를 독립적으로 발전시켰습니다.

탄화수소는 탄소와 수소로 구성된 가장 단순한 유기 화합물입니다. 탄화수소는 탄소간의 결합 순서에 따라 알칸, 알켄, 알킨으로 분류됩니다.

알칸은 sp³ 하이브리드 탄소 원자를 가진 가장 단순한 탄화수소입니다. 이러한 sp³ 탄소 원자는 다른 탄소 원자의 sp3 궤도 또는 수소 원자의 1s 원자 궤도와 시그마 결합을 형성할 수 있습니다. 알칸은 탄소 원자 사이에 단일 결합만 갖고 있기 때문에 포화 탄화수소라고도 합니다. 알칸의 일반식은 C_nH_2n+2이며, 이는 모든 "n"개의 탄소 원자에 대해 알칸에는 "2n+2"개의 수소 원자가 있음을 나타냅니다.

알칸의 루이스 구조는 축합 구조식을 사용하여 단순화할 수 있습니다. 이 표현에서는 구조를 단순화하기 위해 탄소-수소와 탄소-탄소 사이의 결합을 생략했습니다. 선각 공식을 사용하면 더욱 단순화됩니다. 선은 탄소-탄소 결합을 나타냅니다. 선 끝과 꼭지점은 탄소 원자를 나타냅니다. 수소는 명시적으로 표시되지 않았으며 존재하여 탄소 원자가를 충족하는 것으로 가정됩니다.

탄소 및 수소 원자를 함유하는 화합물을 탄화수소라고 합니다. 가장 간단한 탄화수소 인 메탄은 4 개의 수소 원자에 접합 된 테트라 발렌트 탄소 원자를 가지고 있습니다.

메탄의 수소 원자 중 하나가 3개의 수소 원자에 결합된 탄소 원자로 대체되면 다음 탄화수소인 에탄이 형성됩니다.

메탄과 에탄은 알칸이라고 불리는 탄화수소 의 가족에 속한다. 알카네에는 단일 공유 결합만 포함되어 있기 때문에 포화 탄화수소입니다.

에탄과 같은 모든 알케인에서 탄소 원자는 sp³ 혼성화되어 테트라헤드랄 탄소를 만듭니다. 이 독주 하이브리드 궤도는 탄소 탄소 시그마 결합을 형성하기 위해 인접한 탄소 원자의 Sp³ 하이브리드 궤도와 겹칩니다.

탄소 형태의 다른 하이브리드 궤도는 각 수소 원자의 1개의 궤도와 결합합니다. 접합 원자는 서로 109.5°의 각도입니다.

메탄, 에탄, 프로판 등 세 가지 간단한 알칸의 구조를 검사합니다. 메탄, CH_4는탄소 1개, 수소 원자 4개가 있습니다. 에탄, C₂H_6,2개의 탄소와 6개의 수소 원자가 있습니다; 그리고 프로판, C₃H_8,3 탄소와 8 수소 원자를 가지고있다.

각 성공 공식에는 탄소 1개와 수소 2개, 즉 이전 공식보다 더 많은 CH₂ 그룹이 있습니다.

일반적으로 탄소 원자의 모든 n 수에 대해, 2n+2 수소 원자가있을 것입니다. 따라서, 알카네는 특징적인 분자 공식을 가지고 있습니다: C_{n n}H_2n+2.

응축된 구조 포뮬러는 결합을 수소 또는 탄소 탄소 결합에 생략하여 알칸의 루이스 구조를 단순화합니다.

탄화수소는 라인 앵글 또는 골격 구조를 사용하여 나타낼 수도 있습니다. 라인은 탄소 원자를 의미하는 각 정점과 끝점이 있는 탄소 탄소 결합을 나타냅니다. 명시적으로 표시되지는 않지만 수소는 탄소에 결합되어 valency를 만족시키는 것으로 가정합니다.

• Alkanes - Simplest organic compounds, composed of carbons and hydrogens.
• Structural formula of alkanes - Represents bonds between carbon and hydrogen in alkanes.
• Cnh2n+2 general formula - It indicates that for every n carbon atom, alkanes have 2n+2 hydrogen atoms.
• Condensed structural formula alkanes - Simplifies Lewis structure by omitting bonds between carbon-hydrogen and carbon-carbon.
• Saturated Hydrocarbons - Another name for Alkanes, as they possess only single bonds.

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• Apply Alkanes structural formula - Breakdown of its formula (e.g., c for carbon and n for number of carbon atoms).

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