我们只要仔细研究一系列烷烃的分子式，就可发现每一种烷烃的分子组成中，氢原子的数目总是为碳原子数目的两倍还多2个。例如，丙烷分子中含有三个碳原子，则氢原子数为2×3＋2－8，所以，丙烷分子式为C3H8。根据这个特点可推知，如果基烷烃分子中含有n个碳原子，则氢原子数为2n＋2。因此，我们可用一个共同的式子CnH2n+2来表示任何烷烃的组成，这个式子称为烷烃的通式。另一方面，我们还可发现，任何相邻的两个烷烃之间，其分子组成总是相差一个CH2原子团（叫亚甲基），而不相邻的两个烷烃之间则相差两个或多个CH2原子团，如乙烷（CH3－CH3）比甲烷（CH4）多一个CH2原子团；丙烷（CH3－CH2－CH3）比乙烷又多一个CH2原子团，而比甲烷则多两个CH2原子团。象这种在结构上相似，在组成上仅相差一个或多个CH2原子团，且具有同一个通式的一系列化合物，我们叫它为同系列。同系列中的化合物，彼此互称同系物，而相邻两个同系物在分子组成上的差额CH2，则叫做系差。

       同系列和同系物的概念在有机化学的学习和研究中是很重要的。由于有机化合物为数众多，要一个一个化合物去研究是不可能的，但是我们可以运用同系列和同系物的概念，把组成和结构相似并具有同一通式的化合物归成一类，而此一类同系列中各化合物的组成和结构彼此相似，因此它们的化学性质即所起的化学反应类型也基本相似，其物理性质随着分子量的增大而呈现规律性的变化。我们只要着重研究其中的几种化合物，就可推论其他同系物的大概性质。但在运用同系列概念时，我们要注意，每个同系物除具有共性外，也还有它自己的特殊的个性，特别是同系列中第一个成员。

       人们在深入研究烷烃的化学组成和性质时，发现有许多化合物，其元素组成和分子量相同，但性质却有明显的差异。例如，含有四个碳原子的丁烷（C4H10）就是一例：

       为什么具有相同元素组成和分子量的丁烷性质会有这么大的差异呢？经过人们反复研究之后，已经证明，丁烷分子中碳原子的排列可以有两种不同的方式，一种是直链的，另一种是带有侧链的：

       直链的丁烷叫做正丁烷，带侧链的丁烷叫做异丁烷。组成两种丁烷分子的元素种类和数目虽然相同，但是由于分子中原子间彼此结合的顺序不同，因而就形成了两种不同的化合物。在有机化学中，把这种分子式相同，分子结构不同，因而引起性质不同的物质叫做同分异构体，简称异构体，这种现象叫做同分异构现象。

       同样道理，含有五个碳原子的戊烷（C5H12），有三种异和体，一种是直链的，两种是带有侧链的：

       有机化合物的异构现象可有多种形式，上述正丁烷、正戊烷是直链结构；异丁烷、异戊烷和新戊烷是带侧链的结构，这种由于碳链排列不同而引起的异构现象叫做碳链异构。

       在烷烃中，对甲烷、乙烷和丙烷来说，只有一种结构，而丁烷有二种可能的结构，戊烷则有三种，随着烷烃分子中碳原子数的增多，异构体的数目也就越多，如含六个碳原子的己烷有五种异构体；含七个碳原子的庚烷有九种；含八个碳原子的辛烷有18种；含九个碳原子的壬烷有35种等等。有机化合物中碳和碳可以相互连接成长链以及同分异构现象是使有机物数目众多的重要原因。

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