高中化學/目錄/烷

烷，又稱烷烴，是指每個碳原子都達到飽和狀態（碳原子與碳原子之間形成碳碳單鍵）的烴類有機化合物。

分類[編輯]

烷烴分為環烷烴和鏈烷烴兩類。環烷烴是指烷烴中含有環狀結構的物質；鏈烷烴是指烷烴中不含環狀結構的物質。注意：這裏的含有並非指全部由環構成，也並非指只含有一個環。

在高中階段，未特殊說明均認為烷烴為鏈烷烴。

鏈烷烴的通式為 ${\ce {C_n H_{2n {+}2}}}$ ；環烷烴的通式為 ${\ce {C_n H_{2n}}}$ 。

烷烴中只有甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷和新戊烷在常溫常壓下為氣態；只有甲烷、乙烷、丙烷、正丁烷、異丁烷在標況下為氣態。烷烴的沸點隨着碳原子的數量的增多而升高；碳原子數量相同時，直鏈烷烴沸點最高，支鏈越多的烷烴的沸點越低。

烷烴均難溶或不溶於水，密度比水小，酸性很弱（甲烷的 ${\mbox{pK}}_{a}$ 約為49）。

烷烴在通常情況下不與強酸、強鹼、酸性高錳酸鉀反應。

烷烴能在空氣或氧氣中燃燒，當完全燃燒時生成水和二氧化碳。其燃燒的化學方程式通式為：

${\ce {C_{n}H_{2n{+}2}{+}(({3n{+}1})/2)O2->nCO2{+}(n{+}1)H2O}}$

取代反應是指有機化合物分子中任何一個原子或基團被試劑中同類型的其它原子或基團所取代的反應，它是烷烴的特徵反應。

甲烷的取代反應
甲烷能與氯氣發生取代反應，那麼它需要什麼條件呢？它的產物又是什麼呢？請看實驗。

（需要補充實驗內容）

從實驗中我們觀察到：試管中液面上升，黃綠色變淺，出現了油狀液滴，有白霧產生，水槽中溶液變紅且析出了白色晶體。實驗中主要發生的主要反應的方程式：

${\ce {CH4{+}Cl2->[hv]CH3Cl{+}HCl}}$

${\ce {CH3Cl{+}Cl2->[hv]CH2Cl2{+}HCl}}$

${\ce {CH2Cl2{+}Cl2->[hv]CHCl3{+}HCl}}$

${\ce {CHCl3{+}Cl2->[hv]CCl4{+}HCl}}$

它們被稱為甲烷的氯代反應。上述四個反應均同時發生，沒有先後順序，故甲烷與氯氣混合光照時的產物有上述方程式中的四種有機物和一種無機物。

烷烴能夠跟氣態鹵素單質發生取代反應，這又被稱為鹵代反應。

在隔絕氧氣、高溫條件下，烷烴能發生分解及裂解。分解指烷烴發生分解反應生成單質，裂解指烷烴發生分解反應生成碳原子含量更少的分子。

如甲烷的分解：

${\ce {CH4->[1000^oC]C{+}2H2}}$