Transcript I. 주변의 물질

Lesson 27.
II. 화학과 인간
1-1. 탄소 화합물의 성질
알칸, 시클로알칸 그리고 알켄(p134~139)
■ 이번 시간의 학습 목표
1. 알칸, 시클로알칸, 알켄에 대해 알아본다.
▣ 알칸, CnH2n+2
1) –안(-ane), 사슬 모양의 포화 탄화수소, 모두 C-C
2) 알칸(알킬기)의 명명법[동족체]
▣ 알칸, CnH2n+2
3) 분자 구조 : 메탄(CH4), 에탄(C2H6), 프로판(C3H8) → 각각의 탄소 원자를 중심
으로 보면 모두 정사면체의 입체 구조를 가진다.
원자간의 결합을 결합선을 이용해 나타낸 화학식 → 구조식
결합 길이 : C-C > C=C > C≡C
결합 세기 : C-C < C=C < C≡C
▣ 알칸, CnH2n+2
4) 메탄, CH4
 가장 간단한 정사면체 구조(결합각 109.5˚ ← 매우
안정된 구조를 가지는 각도)를 가진 화합물
 천연가스(LNG)의 주성분
 색, 맛, 냄새가 없고 공기보다 가벼운 기체
 연소하면 많은 열을 발생하므로 주로 연료로 사용
▣ 알칸, CnH2n+2
5) 부탄(C4H10)부터는 (구조) 이성질체가 존재한다.
 이성질체 : 분자식이 같아도 물리적 성질 또는 화학적 성질이 다른 물질 → 녹는
점, 끓는점 등이 달라진다.
[심화] 일반적으
로 노말(n-)구조
가 이소(iso-)나
네오(neo-)구조
에 비해 녹는점,
끓는점이 높은 편
이다.
▣ 알칸, CnH2n+2
6) 치환 반응을 잘 한다.
 화학적으로 안정하여 알켄, 알킨보다 반응성이 작으며, 햇빛 존재하에서 할로겐
과 치환 반응이 가능하다.
▣ 시클로알칸, CnH2n
1) 시클로-(cyclo-) : 고리모양, -안(-ane) : 포화탄화수소
 고리모양 포화탄화수소
2) 시클로프로판(C3H6), 시클로부탄(C4H8), 시클로펜탄(C5H10)
▣ 시클로알칸, CnH2n
3) 시클로프로판(C3H6)과 시클로부탄(C4H8)은 결합각(60˚, 90˚)이 안정한 구조의
각도인 109.5˚보다 작아 전자쌍 사이에 강한 반발력 발생 → 불안정 → 다른 물
질과 쉽게 첨가반응을 일으켜 고리가 끊어지면서 C-C-C 결합각이 109.5˚를 이
루는 사슬구조로 변하게 된다.
▣ 시클로알칸, CnH2n
4) 시클로헥산(C6H12)의 구조 : 의자모양 & 배모양
Why?
6개의 탄소 원자들이 평면 구조를 가진다면 C-C-C의 결합각은 120˚ → 불안정 →
안정해지기 위해(=결합각이 109.5˚가 되기 위해) C-C-C 결합각이 109.5˚를 이루
는 1)의자모양 2)배모양의 두 가지 입체 구조를 가진다. 이들 중 의자 모양이 더 안정
하다.
▣ 알켄, CnH2n
1) –엔(-ene) : 1개의 C=C가 존재 → 불포화 탄화수소
2) 시클로알칸과 일반식이 CnH2n로 동일 → 이성질체 관계
3) 에텐(에틸렌, C2H4, CH2=CH2) : 에탄(C2H6) → 에텐(C2H4) [-2H]
 알켄 중에 가장 간단
 에텐의 구조식과 입체 구조 : 평면구조, 120˚, 이중결합(σ결합(강)+π결합(약))
 [제법] 에탄올(C2H5OH)과 진한 황산(탈수의 역할)을 가해 가열하여 만든다.(이
때 온도(160~170℃)에 주의! 온도가 낮으면 다른 물질로…)
▣ 알켄, CnH2n
4) 첨가 반응을 할 수 있다.
 불포화 화합물에서는 약한 결합이 끊어져 각 탄소 원자에 다른 원자 또는 원자
단이 첨가되어 포화 화합물이 되는 첨가 반응이 일어난다.
 Br2의 첨가 반응 : 불포화 탄화수소의 확인법 → 브롬(Br2)의 적갈색이 없어지면
브롬이 불포화 탄화수소에 첨가되어 사라졌기 때문
에텐(무색)
브롬수(적갈색)
1,2-디브로모에탄(무색)
▣ 알켄, CnH2n
5) C-C과는 달리 C=C, C≡C은 회전이 불가능 → 이성질체 발생(기하 이성질체)
 알켄의 특징
 끓는점 등 성질이 서로 다르다. → 증류에 의해 분리
[기하 이성질체]
입체적인 배열에서 나타나는 이성질체를 기하 이성질체라고 하며 시스(cis)형과 트
랜스(trans)형이 있다. 일반적으로 끓는점은 cis > trans
끓는점
60℃
48℃