Предельные, или насыщенные, углеводороды ряда метана (алканы, или парафины)
    Алканы, или парафины - алифатические предельные углеводороды, в молекулах которых атомы углерода связаны между собой простой (одинарной) (?-связью.
    Оставшиеся валентности углеродного атома, не затраченные на связь с другими атомами углерода, полностью насыщены водородом. Поэтому предельные (насыщенные) углеводороды содержат в молекуле максимальное число водородных атомов. 1.1. Строение алканов
    Простейшим представителем и родоначальником предельных углеводородов является метан СН4. Строение молекулы метана можно выразить структурной (I) или электронной (II) формулой:
    
    H
    |
    H-C-H
    |
    H
    (I) H
    ..
    H :C : H
    ..
    H
    (II) В предельных углеводородах атомы углерода находятся в первом валентном состоянии (sp3-гибpидизaция). В этом случае, .как известно, все четыре гибридные орбитали в пространстве составляют геометрическую фигуру - тетраэдр (углы между осями связей С-Н равны 109° 28'). Пространственное расположение атомов в молекуле метана можно показать с помощью тетраэдрических и шаростержневых моделей. Для этого наиболее удобны объемные модели Бриглеба, которые более наглядно отражают относительные размеры атомов в молекуле. Эти модели изготовлены в соответствии с действительным соотношением радиусов атомов (в масштабе 0,05 нм = 1 см).
    Если в молекуле метана один атом водорода заместить на метильную группу СН3, то можно вывести структурную формулу следующего за метаном углеводорода - этана C2H6:
    H H
    | |
    H-C-C-H
    | |
    H H
    или H3C-CH3 Замещая в молекуле этана один атом водорода на метальную группу, выводим формулу третьего углеводорода - пропана С3Н8:
    H H H
    | | |
    H-C-C-С-H
    | | |
    H H H
    или H3C-CH2-CH3 Повторяя это действие много раз, можно вывести формулы и других предельных углеводородов, отличающихся друг от друга числом углеродных атомов (табл. 1). В результате образуется ряд соединений, в котором каждый член отличается от предыдущего на одну группу СН2. Такой ряд называется гомологическим рядом (от греч. homos - последовательный), а его отдельные члены - гомологами. Они обладают близкими химическими свойствами и закономерным изменением физических свойств. Из табл. 1 видно, что у каждого члена гомологического ряда на п атомов углерода приходится 2n + 2 атомов водорода. Следовательно, состав любого члена этого ряда будет выражаться общей формулой СnН2n + 2. Используя эту формулу, можно легко написать молекулярную формулу любого предельного углеводорода - алкана, зная число углеродных атомов в его молекуле. Например, если п = 25, то углерод будет выражаться формулой C25H52.
    Таблица 1. Гомологический ряд предельных углеводородов (алканов) нормального (неразветвленного) строения и их одновалентные радикалы Углеводород (алкан) Число возможных изомеров у алкана Радикал (алкил) Формула Название Формула Название СН4 Метан 1 СН3- Метил С2Н6 Этан 1 С2Н5- Этил С3Н8 Пропан 1 С3Н7- Пропил С4Н10 Бутан 2 С4Н9- Бутил С5Н12 Пентан 3 С5Н11- Пентил С6Н14 Гексан 5 С6Н13- Гексил C7H16 Гептан 9 C7H15- Гептил C8H18 Октан 18 C8H17- Октил С9Н20 Нонан 35 С9Н19- Нонил С10Н22 Декан 75 С10Н21- Децил (декил) Гомологические ряды характерны для всех классов органических соединений. ............