アルカン
このノートの問いがそのまま復習カードになり、忘れかけたころに出題されます。
根拠は高等学校学習指導要領（平成30年告示）「化学」の内容 (4) ア (ｱ) ㋐「炭化水素」。
解説は脂肪族炭化水素としてアルカン、アルケン、アルキンの代表的な化合物の構造、性質及び
反応を扱うとしている。
0. どういう論点か
単結合だけでできた炭化水素がアルカンです。これ以上水素が入らないので飽和といいます。
| アルカン | アルケン | アルキン | |
|---|---|---|---|
| 結合 | 単結合だけ | 二重結合 1 個 | 三重結合 1 個 |
| 一般式 | CₙH₂ₙ₊₂ | CₙH₂ₙ | CₙH₂ₙ₋₂ |
| 代表的な反応 | 置換反応 | 付加反応 | 付加反応 |
引っかけの分かれ目は次の 3 つ。
- アルカンは反応しにくい（置換反応は光が要る）
- 炭素数が増えるほど沸点が高い（ファンデルワールス力が強くなる）
- 同じ炭素数なら、枝分かれが多いほど沸点が低い（分子どうしが接する面積が小さい）
1. アルカンの性質
根拠: 学習指導要領 化学-(4)-ア-(ア)-㋐
アルカンの一般式は？
CₙH₂ₙ₊₂
すべて単結合でできた鎖状の飽和炭化水素。
炭素数 1〜4 のアルカンの名前は？
メタン・エタン・プロパン・ブタン
以降はペンタン・ヘキサン…と数詞が付く。
常温・常圧で気体のアルカンは炭素数いくつまで？
4 まで（メタン〜ブタン）
炭素数 5 以上は液体、さらに増えると固体になる。
アルカンの沸点が炭素数とともに高くなるのはなぜ？
分子量が大きくなり、ファンデルワールス力が強くなるから
同じ炭素数でも枝分かれが多いと沸点は低い。
アルカンが化学的に安定なのはなぜ？
単結合だけで、極性がほとんど無いから
付加反応は起こらない。
2. 置換反応
根拠: 学習指導要領 化学-(4)-ア-(ア)-㋐
置換反応とは？
分子中の原子や原子団が、別の原子や原子団と入れ替わる反応
アルカンに特徴的な反応。
メタンと塩素の混合物に光を当てるとどうなる？
水素が塩素に次々と置き換わる（クロロメタンなど）
光が無いと反応は進まない。
アルカンを完全燃焼させると何ができる？
二酸化炭素と水
燃料として使われるのはこの反応。
メタンが天然ガスの主成分として使われるのはなぜ？
燃焼熱が大きく、燃焼生成物が二酸化炭素と水だけだから
すすが出にくい。
3. シクロアルカンと構造異性体
根拠: 学習指導要領 化学-(4)-ア-(ア)-㋐
シクロアルカンとは？一般式は？
環状の飽和炭化水素。CₙH₂ₙ
アルケンと同じ一般式になるので、環かどうかで区別する。
C₄H₁₀ の構造異性体はいくつある？
2 つ（ブタンと 2-メチルプロパン）
C₅H₁₂ は 3 つ。
枝分かれのあるアルカンの名前は、どう付ける？
いちばん長い炭素鎖を主鎖にして、枝の位置を番号で示す
2-メチルプロパンなら、プロパンの 2 番目の炭素にメチル基。
アルカンは水に溶ける？
溶けない
無極性分子なので、ヘキサンなど無極性の溶媒に溶ける。