알케인 — 탄소 사슬과 이름 붙이기

알케인은 탄소와 수소만으로 이루어진 포화 탄화수소입니다. 탄소 사이가 모두 단일 결합으로 연결되어 있고, 사슬형 알케인은 일반식 CₙH₂ₙ₊₂를 따릅니다. 이름은 가장 긴 탄소 사슬을 기준으로 붙이고, 가지의 위치 번호를 작게 매겨 표기합니다.

탄화수소와 알케인#

탄소와 수소만으로 이루어진 분자를 탄화수소라고 합니다. 그중 탄소 사이가 모두 단일 결합인 포화 탄화수소가 알케인입니다. 메테인 CH₄, 에테인 C₂H₆, 프로페인 C₃H₈, 부테인 C₄H₁₀처럼 탄소 수가 하나씩 늘면서 동족체를 이룹니다. "포화"란 탄소가 가능한 만큼 수소를 많이 가진 상태를 뜻합니다.

세 가지 표기법 비교#

같은 알케인도 표기 방식이 다릅니다. 구조식은 모든 결합을 자세히 그리고, 시성식은 반복되는 원자 묶음을 축약합니다. 골격 구조식은 탄소와 수소를 거의 생략하고, 선의 끝과 꺾인 점을 탄소로 읽습니다.

골격 구조식은 분자가 커질수록 강점이 큽니다. 큰 분자는 구조식으로 다 그리면 복잡해지지만, 골격으로는 한눈에 흐름이 보입니다.

IUPAC 이름 붙이는 순서#

같은 분자를 사람마다 다르게 부르면 곤란하니, IUPAC이라는 국제 약속을 따릅니다. 핵심 규칙은 두 가지입니다.

1. 분자 안에서 가장 긴 탄소 사슬을 찾는다. 이 사슬이 부모 사슬이고, 그 길이가 이름의 어간을 결정합니다.
2. 가지가 가장 작은 번호를 받도록 번호 방향을 정합니다. 번호와 가지 이름을 부모 사슬 앞에 붙이면 이름이 완성됩니다.

가로로 길어 보이는 줄이 항상 부모 사슬은 아닙니다. 꺾여 있어도 연결된 탄소 수가 가장 많은 사슬을 찾아야 합니다. 번호도 한쪽 방향으로만 매기는 것이 아니라, 가지 위치 번호 합이 더 작아지는 방향을 고릅니다.

사이클로알케인과 끓는점 경향#

탄소 사슬의 끝과 끝이 이어지면 고리 알케인이 됩니다. 같은 탄소 수라도 사슬형보다 고리형이 더 컴팩트해 끓는점이 약간 다릅니다. 또한 사슬이 길어질수록 끓는점이 커져, 알케인은 분자 크기에 따라 기체에서 액체, 고체로 이어지는 물리적 경향을 보입니다. 메테인과 에테인은 기체, 헥세인이나 옥테인은 액체, 더 긴 알케인은 고체에 가깝습니다.