---
title: "Алканы в химии: свойства, строение, формулы и задачи"
description: "Полное объяснение темы алканов для школьников: что это такое, гомологический ряд, свойства, реакции и задачи с ответами."
canonical: https://edu-life.tech/articles/alkany-v-himii-svojstva-stroenie-formuly
tags: ["shkola", "10-klass", "11-klass", "podgotovka-k-ege", "khimiya", "uglevodorody", "organicheskaya-khimiya"]
---

# Алканы в химии: свойства, строение, формулы и задачи

## Алканы: основа органической химии

Изучение органической химии традиционно начинается с предельных углеводородов — алканов. Эти соединения формируют фундамент для понимания всего последующего курса. Вместе с преподавателем разберем ключевые аспекты данной темы.

## Что такое алканы в химии

Алканы — это ациклические углеводороды с линейным или разветвленным строением. Другие названия соединений: парафины или насыщенные углеводороды. Молекулы алканов содержат исключительно одинарные (простые) связи. Соединения называют предельными, поскольку они содержат максимально возможное количество атомов водорода для заданного числа атомов углерода.

## Ключевые характеристики алканов

### Общая формула алканов

Общая химическая формула для всего гомологического ряда алканов — СnН2n+2. Подставляя вместо n целые числа, начиная с единицы, получаем формулы конкретных соединений.

### Гомологический ряд алканов

Алканы образуют гомологический ряд — последовательность веществ со схожим строением, где каждый последующий член отличается на группу –СН2–. Первые десять представителей ряда:

1.  Метан (CH₄)
2.  Этан (C₂H₆)
3.  Пропан (C₃H₈)
4.  Бутан (C₄H₁₀)
5.  Пентан (C₅H₁₂)
6.  Гексан (C₆H₁₄)
7.  Гептан (C₇H₁₆)
8.  Октан (C₈H₁₈)
9.  Нонан (C₉H₂₀)
10. Декан (C₁₀H₂₂)

### Типы химических связей в алканах

Поскольку в состав молекул входят только углерод и водород, образуются два типа ковалентных связей:
- Связь **С–С** — ковалентная неполярная.
- Связь **С–Н** — ковалентная полярная.
Все связи в молекулах являются одинарными (σ-связями).

## Строение молекулы алкана

Атомы углерода в алканах находятся в состоянии sp³-гибридизации. Гибридизация — это процесс смешения атомных орбиталей с образованием новых гибридных орбиталей одинаковой формы и энергии. Четыре гибридные орбитали атома углерода направлены к вершинам тетраэдра с углом 109°28′.

**Длины связей в алканах:**
- Связь **С–С**: 0,154 нм.
- Связь **С–Н**: 0,1087 нм.

## Изомерия алканов

Для алканов характерна структурная изомерия — явление, когда вещества имеют одинаковый состав, но разное строение молекул, что влияет на их свойства.

**Важные факты об изомерии:**
- Метан, этан и пропан изомеров не имеют.
- У бутана появляется один изомер — изобутан (СН₃–СН(СН₃)₂).
- Количество изомеров резко возрастает с увеличением числа атомов углерода.

| Алкан | Число изомеров |
|-------|----------------|
| Пентан | 3 |
| Гексан | 5 |
| Гептан | 9 |
| Октан | 18 |
| Нонан | 35 |
| Декан | 75 |
| Эйкозан (C₂₀H₄₂) | 366 319 |

Каждый алкан имеет только один изомер с неразветвленной (нормальной) цепью.

## Номенклатура алканов

Названия первых четырех членов ряда (метан, этан, пропан, бутан) исторические. Для последующих алканов в названии используется греческий числительный корень и суффикс **«-ан»**.

**Правила именования разветвленных алканов (ИЮПАК):**
1.  Выбирают самую длинную углеродную цепь.
2.  Нумеруют атомы углерода в этой цепи.
3.  Называют радикалы (метил-, этил- и т.д.) и указывают номер атома углерода, к которому они присоединены.
4.  Если одинаковых радикалов несколько, используют приставки «ди-», «три-».

**Пример:** 2,3-диметилбутан.

## Физические свойства алканов

Основные физические свойства предельных углеводородов:
- **Агрегатное состояние** зависит от молекулярной массы:
    - C₁–C₄: газы.
    - C₅–C₁₅: жидкости.
    - C₁₆ и более: твердые вещества.
- **Растворимость:** не растворяются в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (бензол, гексан).
- **Внешний вид:** бесцветные вещества.
- **Температуры кипения и плавления** повышаются с ростом длины цепи и молекулярной массы. У разветвленных изомеров эти температуры ниже, чем у нормальных.

## Химические свойства и реакции алканов

Алканы обладают низкой реакционной способностью из-за прочных σ-связей. Однако они вступают в несколько типов реакций.

**Основные типы реакций для алканов:**
1.  **Реакции замещения** (например, галогенирование на свету).
2.  **Реакции горения** (окисление кислородом).
3.  **Реакции разложения** (крекинг при высоких температурах).
4.  **Реакции изомеризации** (для получения разветвленных алканов).

## Получение алканов

**Промышленные источники:**
- Главные источники — **природный газ** (содержит метан, этан, пропан, бутан) и **нефть**.

**Лабораторные методы получения:**
1.  Гидрирование алкенов (присоединение водорода).
2.  Реакция Вюрца (взаимодействие галогеналканов с натрием).
3.  Синтез из солей карбоновых кислот (реакция Дюма, электролиз по Кольбе).

## Практические задачи по теме «Алканы»

Проверьте свои знания, выполнив задания.

### Задание 1: Выберите два правильных ответа

1.  Для всех алканов характерно:
    - А. Плохая растворимость в воде
    - Б. Не входят в состав нефти
    - В. Могут быть получены в реакции нитрования
    - Г. Имеют формулу гомологического ряда СnН2n+2

2.  Выберите два утверждения для метана:
    - А. Является жидкостью в нормальных условиях
    - Б. Входит в состав природного газа
    - В. Не имеет изомеров
    - Г. Молекула метана имеет три гибридные орбитали

3.  Какие две реакции характерны для всех алканов?
    - А. Присоединения
    - Б. Обмена
    - В. Разложения
    - Г. Горения

### Задание 2: Составьте уравнение реакции

Составьте уравнение реакции получения бутана в результате гидрирования бутена.

### Задание 3: Запишите уравнение реакции

Запишите уравнение реакции горения пропана.

## Ответы к задачам

**Задание 1:**
1.  **А, Г** (плохая растворимость в воде и формула СnН2n+2).
2.  **Б, В** (входит в состав природного газа и не имеет изомеров).
3.  **В, Г** (разложение и горение).

**Задание 2:**
Уравнение реакции гидрирования бутена:
**С₄Н₈ + Н₂ → С₄Н₁₀**

**Задание 3:**
Уравнение реакции горения пропана:
**С₃Н₈ + 5О₂ → 3СО₂ + 4Н₂О**

Больше подробных конспектов, разборов сложных тем по химии, органической химии, а также готовых решений задач и подготовительных материалов для учеников 10-11 классов и абитуриентов вы найдете на нашем образовательном портале https://edu-life.tech.

## Вас может заинтересовать

- [Программа Планета знаний: что ждет первоклассника?](https://edu-life.tech/articles/planeta-znanij-programma-dlya-nachalnoj-shkoly-obzor) — Разбираем популярную программу для начальной школы: особенности, учебные материалы, плюсы и минусы. Помогаем родителям сделать выбор.
- [Как приучить ребенка к самостоятельному выполнению уроков](https://edu-life.tech/articles/kak-priuchit-rebenka-delat-uroki-samostoyatelno-v-2026-godu) — Практические шаги и экспертные рекомендации, которые помогут передать ответственность за домашние задания ребенку и сохранить мир в семье.
- [Программа «Школа России»: традиции и современность в начальной школе](https://edu-life.tech/articles/shkola-rossii-programma-nachalnaya-shkola-1-4-klass) — Узнайте об особенностях самой популярной программы для 1-4 классов, её содержании по годам обучения, преимуществах и недостатках. Подходит ли она вашему ребёнку?