10−2アルカン・シクロアルカン
 
10−2−1 アルカン:鎖状飽和炭化水素(炭素原子間の結合は単結合のみ)
炭素数をnとする
n 1 2 3 4 5 一般式
分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 CnH2n+2
名称 メタン エタン プロパン ブタン ペンタン アルカン
 
  アルカンはすべての有機化合物の基本となるので、名称、構造をよく覚えるように。
 共通性質
・化学的に安定な化合物
・炭素原子と炭素原子の間の結合力>炭素原子と水素原子の間の結合力
  ・水素原子はハロゲン原子と置換される。
置換反応とは或る原子・原子団が他の原子・原子団と置き換えられる反応。
  ・燃えやすい。
・炭素数が増すと、融点・沸点・密度が増す。
常温で炭素原子数が1〜4 気体
5〜16 液体
17〜  固体
   ・正四面体構造について
炭素原子からでている4本の価標は空間にすべて同じ角度ででている。
正四面体の中心に炭素原子があり、頂点の方向に価標が伸びている。
その角度は109度28分である。
   ・炭素原子と炭素原子の間隔は1.54×10-10m
メタン エタン
 
写真の黒は炭素、白は水素を表している。各原子の空間配置を示したもので、原子の大きさを表したものではない。
エタンの炭素間の結合は自由に回転できる。
 
10−2−2 アルキル基
   アルカンより水素原子を1個除いたかたちの基
n 1 2 3 一般式
CH3- C2H5- C3H7- CnH2n+1-
名称 メチル基 エチル基 プロピル基 アルキル基
  アルキル基はR-と表記することがある。
 
10−2−3 アルカンの異性体
  メタン・エタン・プロパンの構造は1種類しかない。ブタンより炭素数が
多いアルカンは複数の構造・異性体がある。
メタン エタン プロパン
 
ブタン 2種類の異性体
ブタン 2−メチルプロパン
 
ペンタン 3種類
   ペンタン  2メチル ブタン 2,2ジメチルプロパン
 
 
炭素数が増えると異性体の数が増える。
 
10−2−4 アルカンの名称の原則
・最長端の端より炭素原子に番号をつける。
・番号−側鎖の基の名称−主鎖の名称
・番号は小さいものを使用する。
炭素数 1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
異性体数 1  1  1  2  3  5  9 18 35 75
炭素の数が40になると異性体の数が62兆4911億7880万5831になるそうです。(ひとりごと どうして調べたのでしょうね。)
 
10−2−5 メタンについて
存在 天然ガス、植物の腐敗、都市ガス
製法 酢酸ナトリウムに水酸化ナトリウムを加え、加熱する。(実験室)
  CH3COOH + NaOH → CH4 + Na2CO3
性質 ・無色無臭の気体。
   ・よく燃える。無色の炎
 CH4 + O2 → CO2 + 2H2O(液) + 890KJ
CH4:空気=1:10 体積比で9.1%のとき、爆発的に燃焼する。
   ・ハロゲン特に塩素と置換反応をおこす。
     CH4 + Cl2→CH3Cl + HCl   クロロメタン    Cl = クロロ
     CH3Cl +Cl2→CH2Cl2 + HCl  ジクロロメタン
     CH2Cl2 +Cl2→CHCl3 + HCl  トリクロロメタン  (クロロホルム)
     CHCl3 + Cl2→CCl4 + HCl   テトラクロロメタン  (四塩化炭素)
 
10−2−6 シクロアルカン:脂環式炭化水素(環式飽和炭化水素)
一般式 CnH2n
シクロプロパン シクロブタン
 
異性体についてへのリンク
 
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