根据烷烃的构造特点和它的原子组成可知,最简单的烷烃是含有一个碳原子的甲烷CH4,其次是含有两个碳的乙烷C2H6。按烷烃分子中碳与氢原子数可排列如表11-1。

表11-1 烷烃的同系列

碳原子数 分子式 同系列差
1 CH4 CH2
2 C2H6
3 C3H8 CH2
4 C4H10 CH2
5 C5H12 CH2
n-1 CnH2(n-1)+2 CH2
n CnH2(n+2)

从表11-1可见,任何相邻的两个烷烃在分子组成上都相差CH2,这叫做同系列差。这样的一系列化合物叫做同系列。同系列中的化合物互称同系物。同系列在有机化学中的重要性在于同系物具有相似的化学性质,其物理性质一般随碳原子数目的增减表现出有规律的变化,对学习及研究有机化合物带来了很大方便。但是,如果碳原子数目相差过多,其性质也会表现出较大的差异。因此,在运用同系物的概念时,既要考虑到它们的共性,也要注意其个性。

从同系列中可以看出,烷烃分子中的碳和氢原子数间有一定的关系。如果碳原子数为n,则氢原子数即为2n+2。因此,烷烃的分子组成通式是CnH2n+2。