第五章 最简单的一类有机化合物——烃
有机化合物——烃及其化合物
有机化合物——烃及其化合物有机化合物是由碳和氢元素构成的化合物。
其中，烃是最简单的有机化合物，由碳和氢元素构成，只含有碳氢键。
烃分为两类：脂肪烃和芳香烃。
除了烃，还有许多其他类型的有机化合物，如醇、醛、酮、酸等。
本文将介绍烃及其化合物的特点和应用。
一、烃烃是碳氢化合物的一种，只含有碳和氢元素。
根据碳原子间的连接方式，烃可以分为链烃、环烃和支链烃。
1. 链烃链烃由一串碳原子构成，其分子式通常为CnH2n+2。
链烃可进一步分为饱和链烃（烷烃）和不饱和链烃（烯烃和炔烃）两类。
- 饱和链烃（烷烃）中，碳原子间通过单键连接。
最简单的饱和链烃是甲烷（CH4），它有一个碳原子和四个氢原子。
其他常见的饱和链烃有乙烷（C2H6）、丙烷（C3H8）等。
- 不饱和链烃中，碳原子间存在双键或三键连接。
烯烃具有一个碳-碳双键，比如乙烯（C2H4）；炔烃具有一个碳-碳三键，比如乙炔（C2H2）。
2. 环烃环烃是由碳原子形成一个或多个环结构的烃类化合物。
最简单的环烃是环丙烷（C3H6），它由三个碳原子组成一个环，每个碳原子还与两个氢原子相连。
其他常见的环烃有环戊烷（C5H10）、苯（C6H6）等。
3. 支链烃支链烃是指碳原子链上有一个或多个分支的烃类化合物。
最简单的支链烃是异丙烷（C3H8），它与丙烷（C3H8）结构相似，但其中一个碳原子上有一个甲基（CH3）取代了一个氢原子。
二、烃的性质烃具有一些共性的性质，如热稳定性、易挥发性和难溶于水等。
1. 热稳定性烃化合物通常具有较高的热稳定性，因为碳-碳键和碳-氢键都具有较高的键能，难以在常规条件下发生断裂或反应。
2. 易挥发性烃具有较低的沸点，容易挥发成气体。
这是由于碳氢键的弱极性和分子间的弱相互作用力所致。
许多燃料都是烃类化合物，其易挥发性使其成为理想的燃料来源。
3. 难溶于水烃是非极性化合物，无法与极性溶剂如水形成氢键或离子-溶剂相互作用。
因此，烃通常不溶于水。
三、烃的应用烃及其化合物在许多领域有着广泛的应用，如燃料、溶剂、塑料和医药等。
第五章烃考点1甲烷
第五章烃考点1 甲烷一、教学目的：1．知识目的：⑴．使学生能运用共价键和碳原子结构的知识来了解有机化合物种类繁多的本质原因，为以后学习有机的知识做好准备。
⑵．使学生掌握烃的概念，甲烷的组成和分子结构。
⑶．使学生掌握甲烷的物理性质和化学性质，掌握取代反应的概念与特点。
⑷．使学生了解甲烷的实验室制法，了解甲烷的用途。
2．能力目的：⑴．通过对甲烷的性质的复习，对甲烷的知识的归纳、综合，使甲烷的知识网络化、系统化。
⑵．培养学生利用模型法分析问题、解决问题的能力以及建立具体和抽象的联系的能力3．考纲透视：⑴．了解有机化合物数目众多和异构现象普遍存在的本质原因。
⑵．了解以甲烷为例，了解有机化合物的基本碳架结构。
掌握烷烃中各种碳碳键、碳氢键的性质和主要化学反应，并能结合同系列原理加以应用。
二、教学重点：甲烷的化学性质，取代反应的概念三、教学难点：甲烷的分子结构与化学性质的关系四、教学过程：1．学案导学⑴有机物和无机物：①含_____的化合物叫做有机化合物，简称有机物，有机物中通常还含有等元素，但像_______、、等类它们的组成和性质与无机化合物相似，所以仍称为无机化合物。
有机物与无机物可以相互转换：如甲烷的燃烧；用NH4CNO无机盐制有机肥料。
[答案]C， H、O、N、S、P、卤素像碳的氧化物（CO、CO2）、碳酸及其盐（H2CO3、CaCO3、NaHCO3）、金属碳化物（SiC、CaC2、KCN、KSCN）CH4+2O2点燃CO2+2H2O 尿素②有机物种类繁多的原因：_______________________________；_______________________________；。
[答案]碳原子最外层电子数为4，可以形成四个共价键（碳原子间；碳与其它原子间）。
碳原子间彼此连接方式较多，且可以形成长链（或环）(碳与碳原子间且可形成单键、双键、三键)。
有机物分子间通过分子间作用力形成分子晶体。
有机化学-第五章
5.1 饱和烃的结构和分类 5.2 链烷烃的物理性质 5.3 烷烃的化学性质
卤代反应的机理 烷烃的其他取代反应 烷烃的氧化反应 裂解及异构反应
5.4 环烷烃的化学性质
烃：分子中只含碳、氢两种元素的化合物 统称为碳氢化合物，简称为烃。烃是有机化合 物最基本的化合物，也是有机化学工业的基础 原料。
硝化反应产物复杂，除取代反应外，还有烃分子断链的 反应。 硝化反应属自由基型反应机理：
开始的· NO2来自硝酸中，· NO2是个含奇数电子的中性物种， 是一个自由基。 硝化产物作为工业溶剂，如用硝基戊烷作为纤维素酯和 合成树脂的溶剂；硝基甲烷是有机合反应的重要原料。
二. 氯磺酰化反应
烃分子中的氢被氯磺酰基（-SO2Cl）取代的反应称为 氯磺酰化反应。 常用的氯磺酰化试剂有：硫酰氯（SO2Cl2）或氯和二 氧化硫。
5469.2
2,2-二甲基己 烷
5462.1
2,2,3,3-四 甲基丁烷
5455.4
烃氧化反应的产物都是 CO2 和 H2O ，燃烧焓 -Δ Hθ 值反映了反应物的焓 Hθ反应物，即反映了异构体的 稳定性： 正构CnH2n+2 比 异构CnH2n+2 能量高，不稳定 在CnH2n+2中：支键数增多，HØ值小，稳定 每一摩尔 -CH2- 的 -ΔHθ ≈ 660 kJ· mol-1 烷烃的最大用途就是作为燃料，是目前人类的主要能 源。 合理利用现有能源，开发新的能量是人类生存面临的 主要问题之一。
可用反应--能量图表示这一反应过程：
在这一反应过程中，C 原子的杂化状态是由 Csp3 向 Csp2 的转变过程，中间体· CH3的 C 的构型是 sp2 杂化， 即平面构型。 生成的· CH3中间体的能量很高，极活泼， 很快与Cl2反应：
烃的结构式-概述说明以及解释
烃的结构式-概述说明以及解释1.引言1.1 概述烃是有机化合物中最简单的一类，由碳和氢原子组成。
烃是地球上最丰富的化合物之一，广泛存在于石油、天然气等化石燃料中。
烃分子的结构式描述了烃分子中碳原子的连接方式，它反映了烃分子中的化学键和它们之间的空间排列。
烃的结构式可以用来表示烷烃、烯烃和炔烃等不同类型的烃化合物。
烷烃是由碳-碳单键连接的碳氢化合物，烯烃是由碳-碳双键连接的碳氢化合物，而炔烃则是由碳-碳三键连接的碳氢化合物。
烃化合物的结构式告诉我们有关分子的重要信息，如分子的分子量、化学键的种类和数量以及各原子之间的空间排列。
通过对烃化合物的结构式的研究，我们可以了解到它们的物理性质和化学性质，进而推导出它们的应用领域。
烃分子的结构有助于我们理解和预测烃分子的性质和行为。
例如，通过观察一个烃化合物的结构式，我们可以判断该分子是否具有立体异构体。
立体异构体是指具有相同分子式但空间结构不同的分子。
这种异构体的存在会对烃的性质和反应产生重要影响，因此研究烃分子的结构是我们理解烃化合物的基础。
总之，烃的结构式是研究和理解烃化合物的重要工具。
通过了解烃分子的结构，我们可以深入了解烃的性质和行为，并为研究和应用烃化合物提供有力支持。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以包括以下内容：文章结构部分旨在介绍整篇文章的组织结构，让读者能够清晰地了解文章的分章节和主题内容。
本文主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分包括概述、文章结构和目的三个部分。
概述部分将简要介绍烃的结构式及其重要性，引起读者的兴趣和阅读欲望。
文章结构部分即本部分，将详细说明文章的目录结构和各个章节的内容概要。
目的部分将说明本文的写作意图和目标，即通过对烃的结构式的介绍和分析，使读者更全面地了解烃的概念、分类和重要性。
正文部分将分为烃的概念和烃的分类两个章节进行详细阐述。
烃的概念章节将介绍烃的基本概念、定义和特点，包括碳氢化合物的基本组成和化学性质等内容。
最简单的有机化合物 烷烃
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
[思考]某烷烃的 相对分子质量是 156,试写出该烷 烃的分子式.
CH3CH2CH2CH3
CH3(CH2)3CH3 甲烷是含氢 CH3(CH2)8CH3 量最高的烃
CH3(CH2)15CH3
4、烷烃的通式： CnH2n+2 ( n≥1 )
结构相似，在分子组成上相差一个或若干个-CH2-原子团
质子数相 同，中 子数不 同的原 子之间
化学性质 几乎一 样，物 理性质 有差异
H、D、T
单质
有机物
属同一种元 结构相似的同一
素的单质 类物质；符合
之间
同一通式；相
对分子质量不
同，且相差14
化学性质相 化学性质相似， 似，物理 熔沸点、密度 性质差别 呈规律性变化 较大
红磷与白磷 甲烷与乙烷
有机物、无机 物
①丁烷 ②异丁烷 ③戊烷 ④异戊烷 ⑤新戊烷 ⑥丙烷，物质的沸点由高到低的排 列顺序是__③__＞__④__＞__⑤___＞_①___＞_②__＞___⑥.
C原子数不同：C原子数越多，沸点越高 C原子数相同：支链越多，沸点越低
概念 同位素 同素异形体 同系物
同分异构体
对象 判断 依据
性质
实例
原子
|||
H HH
CH3CH2CH3
异丁烷：
H
|
H--C--H
H
H
|
|
H－C——C——C－H
| ||
H HH
CH3CH(CH3 )CH3
烷烃的书写
分子式：反映一个分子中原子的种类和数目。
最简式（实验式）：表示物质组成中各元素原子 的最简整数比。 结构式：用短线表示共用电子对的式子，“—”表 示共用一对电子。
第5章 最简单的有机化合物——烃
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 庚烷 辛烷 癸烷 十七烷
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)15CH3
气 气 气 气 液 液 液 液 固
﹣182.5 ﹣183.3 ﹣189.7 ﹣138.4 ﹣129.7 ﹣90.61 ﹣56.79 ﹣29.7 22
5.2
5.2.1 甲烷
甲烷
烷烃
1．甲烷的物理性质和结构
甲烷是无色、无味的气体；比空气轻，对空气的重量比是0.54；极难溶于
水，易溶于乙醇、乙醚；很容易燃烧，燃烧时产生明亮的淡蓝色火焰。
甲烷的分子式为CH4，碳原子的最外电子层有4个电子，它跟4个氢原子形成 4个共价键。甲烷分子里的碳原子和氢原子不在同一个平面上，而是形成一个
2，2-二甲基戊烷 2-甲基-4-乙基己烷
CH3 1 3 4 5 2 CH3 C CH2 CH2 CH3 CH3
CH3 CH3 1 CH2 CH3 CH CH2 CH CH2 CH3 2 3 4 5 6
1 CH3
2 3 4 CH CH2 CH3 CH3
取代基位置
2-甲基丁烷 取代基名称
主链名称
5.3
正丁烷和异丁烷的球棍模型
下表显示了正丁烷和异丁烷的物理性质比较。
物理性质 熔点（℃） 沸点（℃） 液态时的密度（g/cm3） 正丁烷 －138.4 －0.5 0.578 8 异丁烷 －159.6 －11.7 0.557
我们把这种具有相同化学式，有同样的化学键而有不同原子排列的化合物，称为同分异
构体。简单地说，化合物具有相同分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象；具 有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体。
烷烃
有机化学 第五章 芳烃
Ⅰ 贡献大
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ 贡献小 键长、键角不等 的不等价结构
Ⅴ
键长，键角完全 相等的等价结构
H
H
H
H
H
H
苯的结构小结
（1）苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化； ）苯是一个正六边形的平面分子，键长、键角平均化； （2）电子云分布在苯环的上方和下方； ）电子云分布在苯环的上方和下方； 电子高度离域， 个 电子在基态下都在成键轨道 （3）π电子高度离域，6个π电子在基态下都在成键轨道 ） 电子高度离域 内，故体系的能量降低，而使苯环稳定。 故体系的能量降低，而使苯环稳定。
(3)具有平面和接近平面的环状结构。 (3)具有平面和接近平面的环状结构。 具有平面和接近平面的环状结构 (4) 易发生亲电取代反应 不易发生加成反应。 易发生亲电取代反应,不易发生加成反应 不易发生加成反应。
单环芳烃 联苯和联多苯 苯系芳烃 如：
联苯
芳烃
多环芳烃
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第五章
芳烃—— 芳香族碳氢化合物 芳烃
（1）碳氢比高 如： C:H=1:1 C : H = 10 : 8
特点
碳碳键长介于C—C与C=C之间 (2) 碳碳键长介于C—C与C=C之间 如： 0.139nm C— C 0.154nm C=C 0.133nm
三苯甲烷 2,3-二甲基 苯基己烷 二甲基-1-苯基己烷 二甲基
苯基： 苯基： -Ph 、 芳基： -Ar 芳基： R CH2H3C-CH3
m-二甲苯 二甲苯 1,3-二甲苯 二甲苯
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第五章 最简单的一类有机化合物--烃
高等教育出版社
第二节 最简单的有机化合物——甲烷
一、甲烷
甲烷是天然气、沼气、油田气和煤矿坑道气的主要成分 （天然气中甲烷的体积分数为80%～98%）。 为改善我国东部的能源结构、发展清洁能源，2002年 启动的拉开西部大开发序幕的标志性建设工程——“西气 东输”，就是将新疆塔里木盆地的天然气通过管道东输到 豫皖江浙沪地区的天然气输送工程，干线全长4200 km。
3
C
2
CH3
取代基的位次依次为:2,3,3 × 取代基的位次依次为:2,2,3 √
CH3 CH3
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的系统命名
（4）根据主链 (母体)碳原子数目的多少,称为“某烷”， 并在前面加上取代基的位次、数目和名称。若只含一个取代 基，写作：“取代基的位次-取代基的名称某烷”
点燃
CH4＋2O2
化学（通用类）
CO2＋2H2O
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
一、甲烷 甲烷的性质
2．甲烷的取代反应 甲烷与氯气的反应 有机化合物分子中某 光 CH4＋Cl2 CH3Cl＋HCl 些原子或原子团被其他 原子或原子团所替代的 CH Cl＋Cl 光 CH2Cl2＋HCl 3 2 反应,称为取代反应。 光 CHCl3＋HCl 被卤原子取代的反应 CH2Cl2＋Cl2 称为卤代反应。 光 CHCl3＋Cl2 CCl4＋HCl 化学（通用类）
4 3 2 1
CH3
CH2
CH CH3
CH3
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的系统命名
（3）如从碳链的任意一端开始编号，第一个取代基的位 置都相同时，则要求表示所有取代基位置的代数和是最小。
CH3
3
1
2
4 1
CH3
4
CH
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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作为有机化合物的母体， 烃是有机化合物中最简单的一 类物质。从塑料杯到电影胶片， 从CD光盘到汽车轮胎，许多制 品都是以各种各样的烃为主要 原料制得的。
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第一节 认识有机化合物
有机化合物组成元素：
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第一节 认识有机化合物
一、有机化合物的特点 结构特点
高等教育出版社
碳原子与碳原子之间以共价键结合构成链状或环状碳 的“骨架”，也可与其他原子相互结合形成链状或环状 H “骨架”。
H H H H C C C H H H H
H H C C C
H
C C H H
H H
H C O C H H
C H
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第一节 认识有机化合物
一、有机化合物的特点 有机化合物的结构式
表示分子中原子的种类 和数目，并以短线代表共价键 将其相连的式子叫做结构式， 结构式可简写为结构简式。如：
结构式
H H C H H
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结构简式 CH4
易 难 有机 溶剂 难 易
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反应情况 速率
快 慢 副反 应 无 有
种 类
无机化合物 有机化合物
高 低
难 易
几十万种 数千万种
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第一节 认识有机化合物
一、有机化合物的特点 结构特点
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有机化合物中最基本的元素是碳元素。碳元素位于元素 周期表中第二周期、第ⅣA族，其原子的最外电子层有 4个电 子，常以共价键和氢、氧、氮等元素的原子结合形成共价化 合物，且碳原子和周围原子间总是形成四个共价键。
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的定义、通式和同系列
烃分子中，碳碳原子之间都以单键结合成链状，其余 的价键均被氢原子所饱和。这样的烃称为饱和链烃，也称 烷烃。如:
H H C H
化学（通用类）
H C H
H C H
H C H
H C H H
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第一节 第二节 第三节 第四节
认识有机化合物 最简单的有机化合物——甲烷 烯烃 炔烃 苯
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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化学上，通常把化合物分为两大类，一类如H2O、 NH3、H2SO4、K2CO3等称为无机化合物；另一类如油脂、 淀粉、蛋白质、汽油、塑料、橡胶等称为有机化合物（简 称有机物）。 有机化合物与人类的关系非常密切，在人们的衣食住 行、医疗卫生、工农业生产、能源、材料和科学技术等领 域都起着重要的作用。
二、有机化合物的分类 按官能团分类
有机化合物类别
烯烃
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官能团结构
官能团名称
双键
典型代表物
H2C=CH2 乙烯
C
C
炔烃
醇或酚 醛 羧酸
—C≡C—
—OH —CHO —COOH
三键
羟基 醛基 羧基
HC≡CH
CH3CH2OH
OH
乙炔
乙醇 苯酚 乙醛 乙酸
CH3CHO CH3COOH
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
一、甲烷 甲烷的性质
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
甲烷是一种无色无味的气体，密度是0.717 g/L（标准状 况），比空气轻，极难溶于水。 由于甲烷分子中四个CH键均较牢固，常温下化学性质 稳定，一般不跟强酸、强碱或KMnO4等强氧化剂发生反应。 但在一定条件下，甲烷也会发生某些反应。 1．甲烷的氧化反应
高等教育出版社
C、H、O、N、P、S、X 卤素等。
有机化合物： 含碳的化合物（除一氧化碳、二氧化碳和碳酸及其 盐），一般指碳氢化合物及其衍生物（即烃及烃的衍生 物） 。
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第一节 认识有机化合物
一、有机化合物的特点 性质特点
溶解情况 类 型 熔点 燃烧 情况 水
化学（通用类）
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
一、甲烷 甲烷的分子结构
H H C H H
甲烷分子里的 1个碳原子和 4个氢原子不在同一平面上， 而是形成一个正四面体的立体结构。碳原子位于正四面体的 中心,4个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。 四个CH 键均较牢固。 甲烷的分子模型 化学（通用类）
结构和性质相似，在组成上相差一个或数个CH2的一 系列化合物，称为同系列。同系列中的化合物互称同系物。
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的同分异构
具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，称为同分 异构现象。 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 如：丁烷（C4H10）有两种同分异构体： CH3－CH2－CH2－CH3
CH3
4
CH2
3
CH CH3
2
CH3
1
2-甲基丁烷
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的系统命名
（5）如果含有多个相同的取代基，则合并起来用中文数 字表示其数目，写在取代基名称前面，并在前面依次列出 相同取代基的位次，之间用“,”隔开。
第五章 最简单的一类有机化合物--烃
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的系统命名
1．直链烷烃的命名 根据直链烷烃分子中所含碳原子数称为“某烷”。“某” 指“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸（主链碳原 子数在十以内的用天干表示）、十一、十二„„（主链碳原 子数在十以上的用小写中文数字表示）”。如：
C
3
C
CH
4
5
CH3
CH3 CH3
2,2,3,3,4-五甲基戊烷 化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第三节 烯烃 炔烃
CH3
CH2
CH CH2 CH3
CH3
(主链含5个碳原子，母体应为戊烷)
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第二节 最简单的有机化合物——甲烷
二、烷烃 烷烃的系统命名
（2）从靠近取代基的一端开始，用阿拉伯数字（1、2、 3、„）给主链上的碳原子依次编号，取代基的位置以它 所连接的主链上碳原子的编号数来表示。
化学（通用类）
第五章 最简单的一类有机化合物--烃 第一节 认识有机化合物
一、有机化合物的特点 结构特点
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碳原子除以共价键与其他原子结合外，碳原子之 间可以分别共用 1 对、2 对或 3 对电子，从而形成碳碳 单键、双键或三键。 －C－C－C－C－ C－C 碳碳单键 －C－C－C＝C－ C＝C 碳碳双键 －C－C－C≡C－ C≡C 碳碳三键
CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
CH 3 ( CH 2 )10 CH 3
戊烷
十二烷
化学（通用类）
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