3.1 : 알칸의 구조

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.