其名烷[9]虽为《集韵》里收录的字，读音同“完”，但化学家取“碳”右下角的“火”，加上“完”也造出此同形异义字；“碳”表示其结构中含有碳，而“完”表示其分子结构中碳原子化合价完足的意思[10]。
性质概论
烷类皆难溶于水，在完全燃烧下可转化为二氧化碳和水[11]，反应式如下：
烷类会因组合结构的不同，其性质可能会有极大的差异。若结构相似，则性质相近；若结构不同，性质不同。[11] 正因此，烷类种类繁多；但也由此许多化学式相同的物质，其性质不相同。如戊烷（C
5H
12）[12]：
物理性质
烷烃有许多物理性质：
- 密度皆小于1*10^3kg/m^3。即密度小于4摄氏度的水（常压）
- 不溶于水，但溶于有机溶剂。
- 熔点与沸点随著分子量增大和碳链增长而升高，同碳数的烷烃，支链越多沸点越低。
- 一般情况下，碳数小于5的烷类（甲烷到丁烷）为气态，5-16之间的烷类（戊烷到十六烷）为液态，17个碳（十七烷）及以上的烷类为固态(十七烷的熔点为21～23℃）。[16]
| 烷烃 | 化学式 | 沸点 [°C] | 熔点 [°C] | 20 °C下的状态 | 密度 [g·cm3] |
| 甲烷 | CH4 | -162 | -182.5 | 气体 | 0.000656 |
| 乙烷 | C2H6 | -89 | -182.8 | 气体 | 0.00126 |
| 丙烷 | C3H8 | -42 | -187.7 | 气体 | 0.00201 |
| 丁烷 | C4H10 | 0 | -138.0 | 气体 | 0.00248 |
| 戊烷 | C5H12[17] | 35.2 [17] | -130 [17] | 液体 [17] | 0.649 [17] |
| 己烷 | C6H14 | 69 | -95 | 液体 | 0.659 |
| 庚烷 | C7H16[18] | 98.8 [18] | -91 [18] | 液体 [18] | 0.695 [18] |
| 辛烷 | C8H18[19] | 126 [19] | -57 [18] | 液体 [18] | 0.708 [18] |
| 壬烷 | C9H20[20] | 151.7 [20] | -53 [20] | 液体 [20] | 0.724 [20] |
| 癸烷 | C10H22 [21] | 174.9 [21] | -30 [21] | 液体 [21] | 0.734 [21] |
| 十一烷 | C11H24[22] | 196.3 [22] | -26 [22] | 液体 [22] | 0.743 [22] |
| 十二烷 | C12H26[23] | 216 [23] | -12 [23] | 液体 [23] | 0.753 [23] |
| 十六烷 | C16H34 | 287 | 18 | 液体[24] | 0.773 |
| 十七烷 | C17H36 | 302.2 | 22 | 固体 | 0.777[25] |
| 二十烷 | C20H42[26] | 343.4 [26] | 37 [26] | 固体 | 0.787 [26] |
| 三十烷 | C30H62 | 449.7 | 66 | 固体 | 0.810 |
| 四十烷 | C40H82 | 523.88[27] | 82 | 固体 | 0.817 |
| 五十烷 | C50H102 | 575 | 91 | 固体 | 0.824 |
化学性质
在正常情况下，烷烃性质很稳定，因为碳－氢键和碳－碳键相对稳定，难以断裂[28] 、以及烷烃不会抢夺官能团，所以不容易发生反应（如：不能使酸性高锰酸钾褪色；不能使溴水褪色），除了下面三种反应，小分子的烷烃几乎不能进行其他反应。但支链多的烷烃，键角可能不同于即109.5度，导致其容易发生反应。
反应通式： CnH2n+2 + (3n+1)÷2 O2 → n CO2+ n+1 H2O
所有的烷烃都能燃烧，而且反应放热极多[29]。烷烃完全燃烧生成CO2和H2O[11]。如果O2的量不足，就会产生有毒气体一氧化碳（CO），甚至炭黑（C）[30]。（纯净的烷烃燃烧没有特殊的颜色，一般完全燃烧为淡蓝色，不完全燃烧为黄色或黄白色。）
以甲烷为例：
- CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
O2供应不足时，反应如下：
- 2CH4 + 3 O2 → 2CO + 4 H2O
- CH4 + O2 → C + 2 H2O
分子量大的烷烃经常不能够完全燃烧，它们在燃烧时会有黑烟产生，就是炭黑。
反应通式：[注 1]
由于烷烃的结构太牢固，一般的有机反应不能进行。烷烃的卤代反应是一种自由基取代反应，反应的起始需要光能来产生自由基。
以下是甲烷被卤代的步骤。这个高度放热的反应可以引起爆炸。
- 链引发阶段：在紫外线的催化下形成两个Cl的自由基
- Cl2 → Cl* / *Cl
- 链增长阶段：一个H原子从甲烷中脱离；CH3Cl开始形成。
- CH4 + Cl*→ CH3* + HCl （慢）
- CH3* + Cl2 → CH3Cl + Cl*
- 链终止阶段：两个自由基重新组合
- Cl* 和 Cl*, 或
- R* 和 Cl*, 或
- CH3* 和 CH3*.[31]
裂化反应是大分子烃在高温、高压或有催化剂的条件下，分裂成小分子烃的过程。裂化反应属于消除反应，因此烷烃的裂化总是生成烯烃。如十六烷(C16H34)经裂化可得到辛烷(C8H18)和辛烯(C8H16)。
由于每个键的环境不同，断裂的机率也就不同，下面以丁烷的裂化为例讨论这一点：
- CH3-CH2-CH2-CH3 → CH4 + CH2=CH-CH3
- 过程中CH3-CH2键断裂，可能性为48%；
- CH3-CH2-CH2-CH3 → CH3-CH3 + CH2=CH2
- 过程中CH2-CH2键断裂，可能性为38%；
- CH3-CH2-CH2-CH3 → CH2=CH-CH2-CH3 + H2
- 过程中C-H键断裂，可能性为14%。[31]
裂化反应中，不同的条件能引发不同的机理，但反应过程类似。热分解过程中有碳自由基产生，催化裂化过程中产生碳正离子和氢负离子。这些极不稳定的中间体经过重排、键的断裂、氢的转移等步骤形成稳定的小分子烃。
在工业中，深度的裂化叫做裂解，裂解的产物都是气体，称为裂解气。
命名
烷类的命名多采IUPAC命名法。
命名烷类的首要步骤是分析其为环状亦或是链状，再进行命名步骤。[32]
化学通式：C
nH
2n+2[33]
链烷烃的命名步骤为：
- 找出最长的碳链当主链，依碳数命名主链，前十个以天干[注 2]代表碳数，碳数多于十个时，以中文数字命名，如：十一烷。
- 从最近的取代基位置编号：1、2、3...(使取代基的位置数字越小越好)。以数字代表取代基的位置。数字与中文数字之间以 - 隔开。
- 有多个取代基时，以取代基数字最小且最长的碳链当主链，并依甲基、乙基、丙基的顺序列出所有取代基。
- 有两个以上的取代基相同时，在取代基前面加入中文数字：一、二、三...，如：二甲基，其位置以“,”（逗号）隔开，一起列于取代基前面。
因为烷类一般简单，故亦会使用“正、异、新”去区隔同样化学式的烷类。IUPAC也曾推荐过此种命名方式[34]。例如己烷命名方式：
化学通式：C
nH
2(n+1-g)[注 3]
简单的环烷烃的命名方式基本上和烷类方式相同，仅需在前添加一环字，以做识别。例如环丙烷：
3H
6[38]
除非有俗名，否则具多环的环烷烃如桥环烷烃及螺环烷烃的命名较为复杂。名字包括表示环数量的前缀（如“二环”）、各环内碳原子总数的后缀以及表示各端点之间碳原子数的数字前缀（表示于中括号内。多个环公用的碳原子，即桥头碳不计入内）。 如例一、例二：
heptane.svg)
这个环烷总碳数为七，由两个环组成，尾为“庚烷”，头为“双环”。两个被共用的碳原子间有三个连接路线：一为五元环的部分，共三个碳（两个桥头碳不计入内，下同）；二为四元环的部分，共二个碳；三为两环之间共用的边线，只由两桥头碳直接连结，中间没有碳。由此得出中括号内的数字（以降序表示数字之间用点分隔），[3.2.0]。故上图的环烷名为二环[3.2.0]庚烷，而数字的个数总比环数多一个（在此有两个环及三个数字）。“[3.2.0]二环庚烷”亦可接受，但环上有取代基时“二环[3.2.0]庚烷”有保留前面的位置的好处，方便加上其他含数字的前缀，以符合IUPAC命名常规。
上图环烷总碳数为七，全为单键，词尾为庚烷；两共用碳间有两对二碳碳链，也被一个碳原子连接着，故词尾之前的数字前缀为[2,2,1]（共用碳不计入内）；这个环烷由两个环组成，故前缀为“双环”，最后得出“双环[2.2.1]庚烷”。
出于化工习惯，异辛烷不是2-甲基庚烷，而是2,2,4-三甲基戊烷。
结构
烷烃中，每个碳原子都是四价的，采用sp3杂化轨道，与周围的4个碳或氢原子形成牢固的σ键，可以旋转，故烷类无顺反异构体。
为了使键的排斥力最小，连接在同一个碳上的四个原子形成四面体。甲烷是标准的正四面体形态，其键角为，大约等于109°28′。[39]
下面是前10种直链烷烃的分子式和结构模型图。
异构体
双环[1.1.0]丁烷是唯一化学式为C4H6的烷烃。
烷类的异构体大多是链异构（由于支链不同而造成的异构体）。超过3个碳原子的烷烃可以以多种方式排列，形成同分异构体。烷烃异构体的数目会随着碳数增加而增加（OEIS数列A000602）[41]。
分布
烷烃分布于太阳系间许多星球的大气层。有些占了较多的比例，例如天王星（2.3%）[45]、土卫六（5%）[46]，但在大多星球上，分布较少，如地球、火星、土星等等[47]。
地球上的烷烃多为甲烷，而甲烷的浓度随地球纬度降低而递减，并在北纬40度及赤道附近都有明显浓度下降。北半球与南半球平均浓度各为1.65ppm及1.55ppm。[48]
应用
由于烷烃的制取成本较高（一般要用烯烃催化加氢），所以在工业上不制取烷烃，而是直接从石油中提取。由于烷烃不易发生反应，所以工业上也不把它作为化工基本原料。烷烃的作用主要是做燃料。天然气和沼气（主要成分为甲烷）是近来广泛使用的清洁能源。
由于烷烃大多来自于石油，所以必须经过分馏的过程，以得到各种不同用途的烷烃类。 分馏结果大约如下：
注释
参考文献
延伸阅读
外部链接
参见
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