แอลเคน (alkane)
แอลเคน หมายถึง สารประกอบไฮโดรคาร์บอนที่พันธะระหว่างคาร์บอนยึดเหนี่ยวด้วยพันธะ เดี่ยว จัดเป็นสารประกอบไฮโดรคาร์บอนประเภทอิ่มตัว มีสูตรทั่วไปเป็น CnH2n+2 เมื่อ n คือจำนวนอะตอมของคาร์บอน = 1,2,3,4……….
การเกิดพันธะของแอลเคน
แอลเคนเป็นอนุกรมของโมเลกุลอย่างง่ายที่เกิดขึ้นจากการสร้างพันธะระหว่างคาร์บอน และไฮโดรเจน ซึ่งคาร์บอนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 4 และไฮโดรเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเท่ากับ 1 ซึ่งแสดงได้ด้วยสูตรโครงสร้างลิวอิสแบบจุด ดังนี้
สังเกตว่า คาร์บอนมีความเสถียรเนื่องจากมีอิเล็กตรอนครบ 8 ตามกฏออกเตต และไฮโดรเจนมีเวเลนซ์อิเล็กตรอนเป็น 2 เหมือนกับของฮีเลียม
การใช้อะตอมของสองธาตุนี้แสดงการสร้างโซ่ของไฮโดรคาร์บอนตั้งแต่คาร์บอน 1 – 10 อะตอม ที่สร้างพันธะเข้าด้วยกัน โดยแสดงให้เห็นว่าไฮโดรเจนอะตอมจะใช้ช่องว่างหลังจากอะตอมคาร์บอนสร้างพันธะต่อกัน
ขั้นตอนการเกิดแอลเคน
ต่อไปนี้ใช้ขั้นตอนการสร้างแอลเคนแบบง่าย ๆ ด้วยกระบวนการ 4 ขั้นตอน
ขั้นที่ 1 : เขียนจำนวนอะตอมคาร์บอนให้ถูกต้อง และจัดกลุ่มของไฮโดรเจนให้ถูกต้อง
ขั้นที่ 2 : เชื่อมอะตอมคาร์บอนเข้าด้วยกัน โดยใช้อิเล็กตรอน 1 คู่ และจัดวางไฮโดรเจนรอบ ๆ ภายนอก
ขั้นที่ 3 : เคลื่อนย้ายไฮโดรเจนเข้าหาอิเล็กตรอนคู่รอบ ๆ คาร์บอน
ขั้นที่ 4 : แทนที่คู่อิเล็กตรอนด้วยเส้นตรงเชื่อมอะตอมเข้าด้วยกัน โดยเส้น 1 แทนอิเล็กตรอนคู่ร่วมพันธะ 1 คู่
ต่อไปนี้เป็นขั้นตอนสร้างโมเลกุลที่มีความยาวมากขึ้น
คาร์บอน 1 อะตอม : มีเทน (CH4)
คาร์บอนเดี่ยว ๆ 1 อะตอม ไม่มีคาร์บอนอื่นที่จะใช้อิเล็กตรอนร่วมกัน ใส่เวเลนซ์อิเล็กตรอนด้วยจุด 4 จุดรอบอะตอมคาร์บอนที่จะใช้ร่วมกับไฮโดรเจนอะตอม ผลที่เกิดขึ้นจะได้สูตรเคมีของโมเลกุลมีเทน CH4ดังนี้
คาร์บอน 2 อะตอม : อีเทน
แผนภาพต่อไปนี้แสดงการสร้างอีเทน ขั้นตอนแสดงจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่จำเป็นต้องใช้อิเล็กตรอนร่วมกับคาร์บอน 2 อะตอม โดยใช้ไฮโดรเจน 6 อะตอม
อีเทน เป็นแหล่งกำเนิดวัตถุดิบของอุตสาหกรรมพลาสติก ซึ่งได้มาจากเชื้อเพลิงทั้งแก๊สธรรมชาติ หรือน้ำมันดิบ
คาร์บอน 3 อะตอม : โพรเพน (C3H8)
ขั้นตอนการสร้างโมเลกุลก็เช่นเดียวกับมีเทนและอีเทน เราสามารถสร้างโมเลกุลโพรเพนที่มีคาร์บอน 3 อะตอม โพรเพน เป็นเชื้อเพลิงที่มีความสำคัญ ซึ่งจัดเป็นเชื้อเพลิงซากดึกดำบรรพ์ (fossil fuel) ที่ใช้ประโยชน์ร่วมกับบิวเทนในแก๊ส LPG สำหรับการหุงต้มและในยานพาหนะ
สำหรับการสร้างโมเลกุลที่มีความยาวมากขึ้นก็ทำได้เช่นเดียวกับที่ผ่านมา ซึ่งแสดงให้เห็นต่อไปนี้
C4H10
C5H12
C6H14
C7H16
C8H18
C9H20
C10H22
|
จำนวนอะตอม C |
สูตรโมเลกุล |
สูตรโครงสร้าง |
ชื่อ |
จุดหลอมเหลว |
จุดเดือด (OC) |
|
1 |
CH4 |
CH4 |
มีเทน |
–182.5 |
–161.5 |
|
2 |
C2H6 |
CH3CH3 |
อีเทน |
–182.8 |
–88.6 |
|
3 |
C3H8 |
CH3CH2CH3 |
โพรเพน |
–187.7 |
–42.1 |
|
4 |
C4H10 |
CH3CH2CH2CH3 |
บิวเทน |
–138.3 |
–0.5 |
|
5 |
C5H12 |
CH3(CH2)3CH3 |
เพนเทน |
–129.7 |
36.7 |
|
6 |
C6H14 |
CH3(CH2)4CH3 |
เฮกเซน |
–95.3 |
68.7 |
|
7 |
C7H16 |
CH3(CH2)5CH3 |
เฮปเทน |
–90.6 |
98.4 |
|
8 |
C8H18 |
CH3(CH2)6CH3 |
ออกเทน |
–56.8 |
125.7 |
|
10 |
C10H22 |
CH3(CH2)8CH3 |
เดกเคน |
–29.7 |
174.1 |
|
12 |
C12H26 |
CH3(CH2)10CH3 |
โดเดกเคน |
–9.6 |
216.3 |
|
14 |
C14H30 |
CH3(CH2)12CH3 |
เตระเดกเคน |
5.8 |
253.5 |
|
16 |
C16H34 |
CH3(CH2)14CH3 |
เฮกซะเดกเคน |
18.2 |
286.8 |
|
18 |
C18H38 |
CH3(CH2)16CH3 |
ออกตะเดกเคน |
28.2 |
316.3 |
|
20 |
C20H42 |
CH3(CH2)18CH3 |
ไอโคเซน |
36.4 |
343.0 |
 |
 |
 |
 |
