烷烃同系物的通式为 CₙH₂ₙ+₂ (n≥1),其结构特点和分类如下:
一、通式说明
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基本公式
烷烃的通式为 CₙH₂ₙ+₂ ,其中:
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n 表示碳原子数,最小值为1(甲烷,CH₄);
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该公式适用于饱和碳氢化合物,即碳原子之间以单键相连的烃类。
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系差概念
同系物之间相差 1个或若干个CH₂原子团 ,系差为 CH₂ 。
二、同系物特征
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结构相似性
同系物具有相似的化学性质,主要因碳链长度和饱和程度不同。
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分子式规律
通过改变n值,可得到一系列烷烃,例如:
- 甲烷(CH₄)→乙烷(C₂H₆)→丙烷(C₃H₈)→丁烷(C₄H₁₀)。
三、分类补充
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直链与支链
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直链烷烃 :碳链呈直线型,如正丁烷(n=4);
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支链烷烃 :碳链带有分支,如异丁烷(n=4)。
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同分异构体
同系物中分子式相同但结构不同的物质称为同分异构体,例如正戊烷和异戊烷(C₅H₁₂)。
四、相关对比
类型 | 通式 | 示例 | 特点 |
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烷烃 | CₙH₂ₙ+₂ | CH₄, C₂H₆, C₃H₈ | 饱和链烃 |
烯烃 | CₙH₂n | C₂H₄, C₃H₆ | 含一个碳-碳双键 |
炔烃 | CₙH₂n-2 | C₂H₂, C₃H₄ | 含一个碳-碳三键 |
苯及其同系物 | CₙH₂n-6 | C₆H₆, C₇H₈ | 芳香烃 |
通过以上分析,烷烃同系物的通式及其衍生分类为有机化学研究提供了重要基础。