己烷分子式為C6H14，屬于飽和烷烴，分子中僅含碳碳單鍵與碳?xì)鋯捂I，無(wú)不飽和結(jié)構(gòu)。根據(jù)碳骨架排列方式不同，己烷共存在五種穩(wěn)定的同分異構(gòu)體，均為鏈狀烷烴，無(wú)環(huán)狀結(jié)構(gòu)。同分異構(gòu)體分子式一致，但碳鏈支化程度不同，導(dǎo)致沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度等物理性質(zhì)存在明顯差異，化學(xué)性質(zhì)基本相似，均具備烷烴的取代反應(yīng)、氧化反應(yīng)等通性。五種同分異構(gòu)體分別為正己烷、2-甲基戊烷、3-甲基戊烷、2,2-二甲基丁烷、2,3-二甲基丁烷。

一、五種同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)命名

正己烷為直鏈結(jié)構(gòu)，六個(gè)碳原子呈連續(xù)直線排列，無(wú)任何支鏈，結(jié)構(gòu)最為規(guī)整，是工業(yè)應(yīng)用最廣泛的己烷異構(gòu)體。2-甲基戊烷主鏈含五個(gè)碳原子，二號(hào)碳原子連接一個(gè)甲基支鏈，屬于單支鏈異構(gòu)體。3-甲基戊烷主鏈同樣為五個(gè)碳原子，甲基支鏈連接在三號(hào)碳原子上，與2-甲基戊烷互為位置異構(gòu)體。

2,2-二甲基丁烷主鏈含四個(gè)碳原子，二號(hào)碳原子連接兩個(gè)甲基支鏈，分子對(duì)稱性高，支化程度顯著提升。2,3-二甲基丁烷主鏈為四個(gè)碳原子，二號(hào)、三號(hào)碳原子各連接一個(gè)甲基支鏈，空間結(jié)構(gòu)更為緊湊。五種異構(gòu)體碳鏈支鏈數(shù)量依次遞增，分子空間堆積緊密程度逐步提升。

二、物理性質(zhì)差異規(guī)律

己烷同分異構(gòu)體遵循烷烴同分異構(gòu)性質(zhì)規(guī)律，在碳原子數(shù)相同的前提下，碳鏈支化程度越高，分子空間位阻越大，分子間作用力越弱，沸點(diǎn)越低。正己烷無(wú)支鏈，分子排列規(guī)整，分子間作用力最強(qiáng)，沸點(diǎn)為五種異構(gòu)體最高。多支鏈的2,2-二甲基丁烷空間結(jié)構(gòu)最松散，沸點(diǎn)最低。

熔點(diǎn)受分子對(duì)稱性影響較大，對(duì)稱性越高的異構(gòu)體，晶格排列越穩(wěn)定，熔點(diǎn)越高。2,2-二甲基丁烷對(duì)稱性最優(yōu)，熔點(diǎn)高于多數(shù)同分異構(gòu)體。所有己烷異構(gòu)體均不溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，密度均小于水，常溫常壓下均為無(wú)色液態(tài)。

三、化學(xué)性質(zhì)與應(yīng)用區(qū)別

五種己烷同分異構(gòu)體官能團(tuán)一致，均為飽和烷烴，化學(xué)性質(zhì)基本一致，常溫下性質(zhì)穩(wěn)定，不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿發(fā)生反應(yīng)。光照條件下均可發(fā)生鹵代反應(yīng)，完全燃燒均生成二氧化碳和水。由于結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性差異，支鏈較多的異構(gòu)體熱穩(wěn)定性、抗氧化性略優(yōu)于直鏈正己烷。工業(yè)中正己烷多用于溶劑、萃取劑，支鏈己烷異構(gòu)體多用于調(diào)和汽油、工業(yè)清洗劑，是化工、石油行業(yè)常用基礎(chǔ)原料。