Алканы – это простейший класс органических соединений, не содержащих какой-либо функциональной группы. Другое название этих соединений – предельные углеводороды – отражает другую особенность, заключающуюся в том, что все атомы углерода связаны между собой посредством одинарной связи. Общая формула алканов – CnH(2n+2); для неразветвленных алканов с длинной цепочкой углерод-углеродной связи она может быть выражена как H-(CH2)n-H. Семейство родственных соединений с одинаковой общей формулой, отличающихся друг от друга числом метиленовых групп CH2, называется гомологическим рядом, а CH2-группа – гомологической разницей, отличающей два соседних члена гомологического ряда. Неразветвленные алканы называют нормальными алканами для того, чтобы отличить их от алканов с разветвленной цепью углерод-углеродных связей. Гомологический ряд алканов содержит практически любое число гомологов, т.е. величина n для этого гомологического ряда может быть очень большой. Полиэтилен низкого давления (CH2-CH2)n, полученный при полимеризации этилена на катализаторах Циглера-Натта, дает убедительные доказательства того, что углерод-углеродные цепи могут быть практически бесконечной длины.
Насыщенные углеводороды широко распространены в природе. Природный газ и нефть представляют собой главным образом смеси предельных углеводородов. Основной составляющей природного газа является метан, доля которого колеблется от 70 до 95%. Алканы C1-C40 являются основной составляющей нефти, где наряду с предельными углеводородами содержатся циклоалканы, ароматические углеводороды, сернистые соединения и другие компоненты. В незначительных количествах предельные углеводороды C27-C37 содержатся в природных восках. Нонакозан C29H60 был выделен из листьев капусты, а углеводороды C27H56 и C31H64 содержатся в пчелином воске.
Физические свойства алканов представлены в таблице:
