ในเคมีอินทรีย์แอลเคนหรือพาราฟิน ( ชื่อสามัญ ทางประวัติศาสตร์ ที่มีความหมายอื่น ด้วย ) คือไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวแบบอะไซคลิก กล่าวอีกนัยหนึ่ง แอลเคนประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจนและคาร์บอนที่เรียงตัวกันเป็น โครงสร้างแบบ ต้นไม้โดยที่พันธะคาร์บอน-คาร์บอน ทั้งหมด เป็นพันธะเดี่ยว^{[ 1 ]}แอลเคนมีสูตรเคมีทั่วไปคือC _n H _{2 n +2}แอลเคนมีความซับซ้อนแตกต่างกันไป ตั้งแต่กรณีที่ง่ายที่สุดคือมีเทน ( CH ₄ ) ซึ่งn  = 1 (บางครั้งเรียกว่าโมเลกุลแม่) ไปจนถึงโมเลกุลขนาดใหญ่และซับซ้อนอย่างไม่จำกัด เช่นเฮกซาคอนเทน ( C ₆₀ H ₁₂₂ ) หรือ 4-เมทิล-5-(1-เมทิลเอทิล) ออกเทนซึ่งเป็นไอโซเมอร์ของโดเดเคน ( C ₁₂ H ₂₆ ) ^{[ 2 ]}

สหภาพเคมีบริสุทธิ์และประยุกต์ระหว่างประเทศ (IUPAC) นิยามแอลเคนว่า "ไฮโดรคาร์บอนแบบไม่มีวงกิ่งหรือไม่มีวงกิ่งที่มีสูตรทั่วไปC _n H _{2 n +2}และประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนและอะตอมคาร์บอนอิ่มตัวทั้งหมด" อย่างไรก็ตาม บางแหล่งข้อมูลใช้คำนี้เพื่อหมายถึง ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัว ใดๆรวมถึงไฮโดรคาร์บอนที่เป็นวงกิ่งเดี่ยว (เช่นไซโคลแอลเคน ) หรือวงกิ่งหลายวงแม้ว่าจะมีสูตรทั่วไปที่แตกต่างกัน (เช่น ไซโคลแอลเคนคือC _n H _{2 n} ) ก็ตาม

ในแอลเคน อะตอมคาร์บอนแต่ละอะตอมจะมีไฮบริด^แบบ sp³ โดยมี พันธะซิกมา 4 พันธะ (ไม่ว่าจะเป็น C–C หรือC–H ) และอะตอมไฮโดรเจนแต่ละอะตอมจะเชื่อมต่อกับอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอม (ในพันธะ C–H) ลำดับของอะตอมคาร์บอนที่เชื่อมต่อกันยาวที่สุดในโมเลกุลเรียกว่าโครงกระดูกคาร์บอนหรือโครงสร้างหลักของคาร์บอน จำนวนอะตอมคาร์บอนอาจพิจารณาได้ว่าเป็นขนาดของแอลเคน

กลุ่มหนึ่งของ แอลเคนที่มี _{จำนวน}คาร์บอนสูงกว่าคือแวกซ์ ซึ่งเป็นของแข็งที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐาน (SATP) โดยมีจำนวนอะตอมคาร์บอนในโครงสร้างหลักมากกว่าประมาณ 17 อะตอม ด้วย หน่วย –CH₂ ที่ซ้ำกัน แอลเคนจึงประกอบเป็นอนุกรมโฮโมล็อกของสารประกอบอินทรีย์ซึ่งสมาชิกแตกต่างกันในมวลโมเลกุลด้วยผลคูณของ 14.03  u (มวลรวมของแต่ละ หน่วย สะพานเมทิลีนซึ่งประกอบด้วยอะตอมคาร์บอนหนึ่งอะตอมที่มีมวล 12.01 u และอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมที่มีมวลประมาณ 1.01 u ต่ออะตอม)

มีเทนถูกผลิตขึ้นโดยอาร์เคียที่สร้างมีเทนและแอลเคนสายยาวบางชนิดทำหน้าที่เป็นฟีโรโมนในสัตว์บางชนิด หรือเป็นแว็กซ์ป้องกันในพืชและเชื้อรา อย่างไรก็ตาม แอลเคนส่วนใหญ่ไม่มีฤทธิ์ทางชีวภาพ มากนัก อาจมองได้ว่าเป็นโครงสร้างโมเลกุลคล้ายต้นไม้ ซึ่งเป็นที่ยึด ของหมู่ฟังก์ชันที่มีฤทธิ์/ปฏิกิริยามากกว่าของโมเลกุลทางชีวภาพ

สารกลุ่มแอลเคนมีแหล่งที่มาเชิงพาณิชย์หลักสองแหล่ง ได้แก่ปิโตรเลียม (น้ำมันดิบ) และก๊าซ ธรรมชาติ

หมู่แอลคิลเป็นส่วนประกอบโมเลกุลที่มีโครงสร้างเป็นแอลเคน ซึ่งมีวาเลนซ์ว่างหนึ่งตำแหน่งสำหรับการสร้างพันธะ โดยทั่วไปจะใช้สัญลักษณ์ย่อของหมู่สารประกอบอินทรีย์ ใดๆ ว่า R แต่บางครั้งก็ใช้ Alk เพื่อเป็นสัญลักษณ์เฉพาะของหมู่แอลคิล (ตรงข้ามกับหมู่แอลเคนิลหรือหมู่แอริล)

โดยปกติ ระยะห่างของพันธะเดี่ยว C–C คือ 1.53 อังสตรอม (1.53 × 10 ⁻¹⁰  ม.) ^{[ 3 ]} ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวอาจเป็นแบบเส้นตรง แบบแตกแขนง หรือแบบวงแหวนกลุ่มที่สามบางครั้งเรียกว่าไซโคลอัลเคน [ ^{1 ] โครงสร้าง}ที่ซับซ้อนมากสามารถเกิดขึ้นได้จากการรวมอัลเคนแบบเส้นตรง แบบแตกแขนง และแบบวงแหวนเข้าด้วยกัน

ไบไซโคล[1.1.0]บิวเทนเป็นแอลเคน C ₄ H ₆ เพียงชนิดเดียว และไม่มีไอโซเมอร์ของแอลเคน

เตตระเฮเดรนเป็นแอลเคน C₄H₄ เพียงชนิดเดียวและ_{ไม่มีไอ}โซเมอร์ของแอลเคนอีกด้วย

แอลเคนที่มีอะตอม คาร์บอนมากกว่าสามอะตอมสามารถจัดเรียงได้หลายวิธี ทำให้เกิดไอโซเมอร์โครงสร้าง ไอโซเมอร์ที่ง่ายที่สุดของแอลเคนคือไอโซเมอร์ที่อะตอมคาร์บอนเรียงตัวเป็นโซ่เดี่ยวโดยไม่มีกิ่งก้าน ไอโซเมอร์นี้บางครั้งเรียกว่าn-ไอโซเมอร์ ( n ย่อมาจาก "ปกติ" แม้ว่าจะไม่ใช่ไอโซเมอร์ที่พบได้บ่อยที่สุดก็ตาม) อย่างไรก็ตาม โซ่ของอะตอมคาร์บอนอาจมีกิ่งก้านที่จุดหนึ่งจุดหรือมากกว่านั้น จำนวนไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วตามจำนวนอะตอมคาร์บอน ตัวอย่างเช่น สำหรับแอลเคนแบบอะไซคลิก: ^{[ 4 ]}

• C ₁ : มีเทนเท่านั้น
• C ₂ : อีเทนเท่านั้น
• C ₃ : โพรเพนเท่านั้น
• C ₄ : 2 ไอโซเมอร์: n- บิวเทนและไอโซบิวเทน ( i-บิวเทน)
• C ₅ : 3 ไอโซเมอร์: เอ็น - เพนเทน , ไอโซเพนเทนและนีโอเพนเทน
• C ₆ : 5 ไอโซเมอร์: n- เฮกเซน , 2- เมทิลเพนเทน (ไอโซเฮกเซน), 3-เมทิลเพนเทน , 2,2-ไดเมทิลบิวเทน (นีโอเฮกเซน) และ2,3-ไดเมทิลบิวเทน
• ไอโซเมอร์ C ₇ : 9 ได้แก่n- เฮปเทน , 2-เมทิลเฮกเซน (ไอโซเฮปเทน) , 3-เมทิล เฮกเซน , 2,2-ไดเมทิลเพน เทน (นีโอเฮปเท น), 2,3-ไดเมทิลเพนเทน , 2,4-ไดเมทิลเพน เทน, 3,3-ไดเมทิลเพนเทน , 3-เอทิลเพนเทน , 2,2,3-ไตรเมทิลบิวเทน
• C ₈ : 18 ไอโซเมอร์: ออกเทน , 2-เมทิลเฮปเทน , 3-เมทิลเฮป เทน , 4-เมทิลเฮปเทน , 2,2- ไดเมทิลเฮกเซน , 2,3- ไดเมทิลเฮกเซน, 2,4- ไดเมทิลเฮกเซน , 2,5-ไดเมทิลเฮกเซน , 3,3- ไดเมทิลเฮกเซน , 3,4-ไดเมทิลเฮ ก เซน , 3-เอทิลเฮกเซน , 2,2,3-ไตรเมทิลเพนเทน , 2,2,4-ไตรเมทิลเพนเทน , 2,3,3- ไตรเมทิลเพนเทน , 2,3,4-ไตรเมทิลเพนเทน , 3-เอทิล-2-เมทิลเพนเทน , 3-เอทิล-3-เมทิลเพนเทน , 2,2,3,3-เตตราเมทิลบิวเทน
• C ₉ : ไอโซเมอร์ ของโนเนน35 ชนิด
• C ₁₀ : 75 ไอโซเมอร์ของเดเคน
• C ₁₁ : 159 ไอโซเมอร์ของอันเดเคน
• C ₁₂ : 355 ไอโซเมอร์ของโดเดเคน
• C ₂₀ : ไอโซเมอร์ 366,319 ของอีโคเซน (ไอโคเซน)
• C ₃₀ : ไอโซเมอร์ของไตรอะคอนเทน จำนวน 4,111,846,763 ชนิด
• C ₄₀ : 62,481,801,147,341 ไอโซเมอร์ของเตตระคอนเทน
• C ₅₀ : 1,117,743,651,746,953,270 ไอโซเมอร์ของเพนทาคอนเทน
• C ₆₀ : 22,158,734,535,770,411,074,184 ไอโซเมอร์ของเฮกซาคอนเทน

แอลเคนที่มีกิ่งก้านสาขาสามารถเป็นไครัลได้ตัวอย่างเช่น3-เมทิลเฮกเซนและสารประกอบที่มี กิ่งก้านสาขามากกว่านั้น เป็นไครัลเนื่องจากมีศูนย์สเตอริโอเจนิกอยู่ที่อะตอมคาร์บอนหมายเลข 3 รายการข้างต้นแสดงเฉพาะความแตกต่างของการเชื่อมต่อเท่านั้น ไม่ใช่สเตอริโอเคมี นอกจากไอโซเมอร์ของแอลเคนแล้ว โซ่ของอะตอมคาร์บอนอาจก่อตัวเป็นวงแหวนหนึ่งวงหรือมากกว่านั้น สารประกอบดังกล่าวเรียกว่าไซโคลแอลเคนและไม่รวมอยู่ในรายการข้างต้นเช่นกัน เพราะการเปลี่ยนจำนวนวงแหวนจะเปลี่ยนสูตรโมเลกุลตัวอย่างเช่นไซโคลบิวเทนและเมทิลไซโคลโพรเพนเป็นไอโซเมอร์ของกันและกัน (C₄H₈ ₎แต่ไม่ใช่ไอ_โซเมอร์ของบิวเท_น ( _C₄H₁₀ )

อัลเคนแบบกิ่งมีเสถียรภาพทางอุณหพลศาสตร์มากกว่าไอโซเมอร์แบบเส้นตรง (หรือมีกิ่งน้อยกว่า) ตัวอย่างเช่น 2,2,3,3-tetramethylbutane ที่มีกิ่งมากจะมีเสถียรภาพมากกว่าไอโซเมอร์แบบเส้นตรงn -octane ประมาณ 1.9 kcal/mol ^{[ 5 ]}

ระบบการตั้งชื่อ IUPAC (ระบบการตั้งชื่อสารประกอบ) สำหรับแอลเคนนั้นอิงตามการระบุโซ่ไฮโดรคาร์บอน โซ่ไฮโดรคาร์บอนอิ่มตัวที่ไม่มีกิ่งก้านจะถูกตั้งชื่ออย่างเป็นระบบด้วยคำนำหน้าตัวเลขภาษากรีกที่แสดงถึงจำนวนคาร์บอนและคำต่อท้าย "-ane" ^{[ 6 ]}

ในปี พ.ศ. 2409 ออกัสต์ วิลเฮล์ม ฟอน ฮอฟมันน์ เสนอให้จัดระบบการตั้งชื่อโดยใช้ลำดับสระทั้งหมด a, e, i, o และ u เพื่อสร้างคำต่อท้าย -ane, -ene, -ine (หรือ -yne), -one, -une สำหรับไฮโดรคาร์บอน C _n H _{2 n +2} , C _n H _{2 n} , C n _H 2 _{n −2} , C _n H _{2 n −4} , C _n H _{2 n −6} [ ^{7 ]}ในการตั้งชื่อสมัยใหม่ คำต่อท้ายสามคำแรกใช้ระบุไฮโดรคาร์บอนที่มีพันธะเดี่ยว พันธะคู่ และพันธะสามโดยเฉพาะ_[ ^{8 ] ใน}ขณะที่ "-one" ในปัจจุบันใช้^แทนคี โตน

แอลเคนสายตรงบางครั้งจะใช้คำนำหน้าn- (สำหรับ "ปกติ") ใน กรณีที่มี ไอโซเมอร์ ที่ไม่เป็นเส้นตรง อยู่ แม้ว่านี่จะไม่จำเป็นอย่างเคร่งครัดและไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบการตั้งชื่อของ IUPAC แต่การใช้งานนี้ยังคงพบได้ทั่วไปในกรณีที่ต้องการเน้นหรือแยกแยะความแตกต่างระหว่างไอโซเมอร์สายตรงและสายแตกแขนง เช่น " n-บิวเทน " แทนที่จะใช้แค่ "บิวเทน" เพื่อแยกความแตกต่างจากไอโซบิว เทน ชื่ออื่นสำหรับกลุ่มนี้ที่ใช้ในอุตสาหกรรมปิโตรเลียมคือพาราฟิน เชิงเส้นหรือn-พาราฟิน

สารประกอบแปดชนิดแรกในชุดนี้ (เรียงตามจำนวนอะตอมคาร์บอน) มีชื่อเรียกดังนี้:

มีเทน

CH ₄ – คาร์บอน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 4 อะตอม

อีเทน

C₂H₆ _{– มี} คาร์บอน 2 อะตอมและไฮโดรเจน 6 อะตอม

โพรเพน

C ₃ H ₈ – มีคาร์บอน 3 อะตอมและไฮโดรเจน 8 อะตอม

บิวเทน

C ₄ H ₁₀ – มีคาร์บอน 4 อะตอมและไฮโดรเจน 10 อะตอม

เพนเทน

C ₅ H ₁₂ – มีคาร์บอน 5 อะตอมและไฮโดรเจน 12 อะตอม

เฮกเซน

C ₆ H ₁₄ – มีคาร์บอน 6 อะตอมและไฮโดรเจน 14 อะตอม

เฮปเทน

C ₇ H ₁₆ – มีคาร์บอน 7 อะตอมและไฮโดรเจน 16 อะตอม

ออกเทน

C ₈ H ₁₈ – มีคาร์บอน 8 อะตอมและไฮโดรเจน 18 อะตอม

ชื่อสี่ชื่อแรกได้มาจากเมทานอลอีเทอร์กรดโพรพิโอนิกและกรดบิวทิริก แอลเคนที่มีอะตอมคาร์บอนห้าอะตอมขึ้นไปจะตั้งชื่อโดยการเพิ่มคำต่อท้าย-ane ต่อ ท้ายคำนำหน้าตัวคูณตัวเลขที่เหมาะสม^{[ 9 ]}โดยตัดสระตัวสุดท้าย ( -aหรือ-o ) ออกจากคำตัวเลขพื้นฐาน ดังนั้นเพนเทน , C ₅ H ₁₂ ; เฮกเซน , C ₆ H ₁₄ ; เฮปเทน , C ₇ H ₁₆ ; ออกเทน , C ₈ H ₁₈ ; เป็นต้นคำนำหน้าตัวเลขโดยทั่วไปเป็นภาษากรีก อย่างไรก็ตาม แอลเคนที่มีจำนวนอะตอมคาร์บอนลงท้ายด้วยเก้า เช่นโนเนนจะ ใช้คำนำหน้าภาษาละตินnon-

แอลเคนแบบกิ่งก้านสาขาอย่างง่ายมักมีชื่อสามัญโดยใช้คำนำหน้าเพื่อแยกแยะออกจากแอลเคนแบบเส้นตรง ตัวอย่างเช่นn-บิวเทน ไอโซบิวเทน (หรือi-บิวเทน) สำหรับไอโซเมอร์สองชนิดของบิวเทน และn-เพนเทน ไอโซเพนเทน นีโอเพนเทน สำหรับไอโซเมอร์สามชนิดของเพนเทน

หลักเกณฑ์การตั้งชื่อของ IUPAC สามารถนำมาใช้เพื่อสร้างชื่อที่เป็นระบบได้

ขั้นตอนสำคัญในการตั้งชื่อแอลเคนแบบกิ่งที่ซับซ้อนกว่ามีดังนี้: ^{[ 10 ]}

• ระบุสายโซ่ต่อเนื่องที่ยาวที่สุดของอะตอมคาร์บอน
• ตั้งชื่อสายโซ่รากที่ยาวที่สุดนี้โดยใช้กฎการตั้งชื่อมาตรฐาน
• ตั้งชื่อโซ่ข้างแต่ละโซ่โดยเปลี่ยนคำต่อท้ายชื่อของแอลเคนจาก "-ane" เป็น "-yl"
• กำหนดหมายเลขให้กับโซ่ต่อเนื่องที่ยาวที่สุดเพื่อให้ได้หมายเลขโซ่ข้างที่ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้^{[ 11 ]}
• ให้ระบุหมายเลขและชื่อของโซ่ข้างก่อนชื่อของโซ่หลัก
• หากมีโซ่ข้างหลายเส้นที่มีประเภทเดียวกัน ให้ใช้คำนำหน้า เช่น "di-" และ "tri-" เพื่อระบุ และกำหนดหมายเลขให้กับแต่ละเส้น
• เพิ่มชื่อของสายโซ่ด้านข้างตามลำดับตัวอักษร (โดยไม่คำนึงถึงคำนำหน้า "di-" เป็นต้น) ไว้หน้าชื่อของสายโซ่หลัก

การเปรียบเทียบระบบการตั้งชื่อของไอโซเมอร์ทั้งสามของ C ₅ H ₁₂

ชื่อสามัญ	เอ็น -เพนเทน	ไอโซเพนเทน	นีโอเพนเทน
ชื่อ IUPAC	เพนเทน	2-เมทิลบิวเทน	2,2-ไดเมทิลโพรเพน
โครงสร้าง

แม้ว่าในทางเทคนิคแล้วจะแตกต่างจากแอลเคน แต่ไฮโดรคาร์บอนประเภทนี้บางคนเรียกมันว่า "แอลเคนแบบวงแหวน" ดังที่ชื่อบ่งบอก พวกมันประกอบด้วยวงแหวนหนึ่งวงหรือมากกว่านั้น

ไซโคลอัลเคนแบบง่ายจะมีคำนำหน้าว่า "ไซโคล-" เพื่อแยกความแตกต่างจากอัลเคน ชื่อของไซโคลอัลเคนจะตั้งตามชื่อของสารประกอบอะไซคลิกที่เทียบเคียงกัน โดยพิจารณาจากจำนวนอะตอมคาร์บอนในโครงสร้างหลัก เช่นไซโคลเพนเทน₍ C₅H₁₀ _{) เป็นไซโคลอั ล}เคนที่มีอะตอมคาร์บอน 5 อะตอม เช่นเดียวกับเพนเทน ( _C₅H₁₂ ) แต่เชื่อมต่อกันเป็นวงแหวนห้าเหลี่ยม ในทำนองเดียวกัน โพ รเพนและไซโคลโพร เพ นบิวเทนและไซโคลบิวเทนเป็นต้น

ไซโคลอัลเคนที่ถูกแทนที่นั้นได้รับการตั้งชื่อในลักษณะเดียวกับอัลเคนที่ถูกแทนที่ โดยระบุวงแหวนไซโคลอัลเคน และสารทดแทนจะระบุตามตำแหน่งบนวงแหวน โดยการกำหนดหมายเลขเป็นไปตามกฎลำดับความสำคัญของ Cahn–Ingold– Prelog ^{[ 9 ]}

ชื่อ สามัญ (ที่ไม่เป็นระบบ ) ของแอลเคนคือ "พาราฟิน" แอลเคนทั้งหมดเรียกว่า "อนุกรมพาราฟิน" ชื่อสามัญของสารประกอบมักเป็นสิ่งประดิษฐ์ทางประวัติศาสตร์ พวกมันถูกตั้งขึ้นก่อนการพัฒนาระบบชื่อ และยังคงถูกใช้เนื่องจากการใช้งานที่คุ้นเคยในอุตสาหกรรม ไซโคลแอลเคนยังเรียกว่าแนฟทีนอีกด้วย^{[ 12 ] [ 13 ]}

แอลเคนที่มีโซ่กิ่งเรียกว่าไอโซพาราฟินคำว่า "พาราฟิน" เป็นคำทั่วไปและมักไม่แยกแยะระหว่างสารประกอบบริสุทธิ์และสารผสมของไอโซเมอร์ กล่าวคือ สารประกอบที่ มีสูตรเคมีเดียวกันเช่นเพนเทนและไอโซเพนเทน

ใน IUPAC

ชื่อสามัญต่อไปนี้ยังคงใช้ในระบบ IUPAC:

• ไอโซบิวเทนสำหรับ 2-เมทิลโพรเพน
• ไอโซเพนเทนสำหรับ 2-เมทิลบิวเทน
• นีโอเพนเทนสำหรับ 2,2-ไดเมทิลโพรเพน

ไม่ใช่ระบบ IUPAC

บางครั้งมีการใช้ชื่อสามัญที่ไม่เป็นไปตามมาตรฐาน IUPAC บ้าง:

• ซีเทน สำหรับเฮกซาเดเคน
• เซเรน สำหรับเฮกซาโคเซน^{[ 14 ]}

แอลเคนทั้งหมดไม่มีสี^{[ 15 ] [ 16 ]}แอลเคนที่มีมวลโมเลกุลต่ำที่สุดเป็นแก๊ส แอลเคนที่มีมวลโมเลกุลปานกลางเป็นของเหลว และแอลเคนที่มีมวลโมเลกุลสูงที่สุดเป็นของแข็งคล้ายขี้ผึ้ง^{[ 17 ] [ 18 ]}

แอลเคนประสบกับ แรงแวนเดอร์วาลส์ระหว่างโมเลกุลผลสะสมของแรงระหว่างโมเลกุลเหล่านี้ทำให้แอลเคนมีจุดเดือดสูงขึ้น^{[ 19 ]}

ปัจจัยสองประการที่มีอิทธิพลต่อความแข็งแรงของแรงแวนเดอร์วาลส์ ได้แก่:

• จำนวนอิเล็กตรอนที่ล้อมรอบโมเลกุลซึ่งจะเพิ่มขึ้นตามน้ำหนักโมเลกุลของแอลเคน
• พื้นที่ผิวของโมเลกุล

ภายใต้สภาวะมาตรฐาน แอลเคน ตั้งแต่ CH ₄ถึง C ₄ H ₁₀จะเป็นก๊าซ ตั้งแต่ C ₅ H ₁₂ถึง C ₁₇ H ₃₆จะเป็นของเหลว และหลังจาก C ₁₈ H ₃₈จะเป็นของแข็ง เนื่องจากจุดเดือดของแอลเคนส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยน้ำหนัก จึงไม่น่าแปลกใจที่จุดเดือดมีความสัมพันธ์เชิงเส้นเกือบกับขนาด ( น้ำหนักโมเลกุล ) ของโมเลกุล โดยทั่วไป จุดเดือดจะเพิ่มขึ้น 20–30 °C สำหรับคาร์บอนแต่ละอะตอมที่เพิ่มเข้าไปในโซ่ กฎนี้ใช้ได้กับอนุกรมโฮโมล็อกอื่นๆ ด้วย^{[ 19 ]}

อัลเคนสายตรงจะมีจุดเดือดสูงกว่าอัลเคนสายกิ่งเนื่องจากมีพื้นที่ผิวสัมผัสมากกว่า และด้วยเหตุนี้จึงมีแรงแวนเดอร์วาลส์มากกว่าระหว่างโมเลกุลที่อยู่ติดกัน ตัวอย่างเช่น เปรียบเทียบไอโซบิวเทน (2-เมทิลโพรเพน) และn-บิวเทน ซึ่งมีจุดเดือดที่ −12 และ 0 °C และ 2,2-ไดเมทิลบิวเทนและ 2,3-ไดเมทิลบิวเทน ซึ่งมีจุดเดือดที่ 50 และ 58 °C ตามลำดับ^{[ 19 ]}

ในทางกลับกัน ไซโคลอัลเคนมักมีจุดเดือดสูงกว่าอัลเคนแบบเส้นตรง เนื่องจากโครงสร้างโมเลกุลที่ล็อกไว้ ทำให้เกิดระนาบการสัมผัสระหว่างโมเลกุล

จุดหลอมเหลวของแอลเคนมีแนวโน้มคล้ายคลึงกับจุดเดือด ด้วยเหตุผลเดียวกันกับที่กล่าวไว้ข้างต้น นั่นคือ ( โดยที่ปัจจัยอื่นๆ คงที่) โมเลกุลยิ่งใหญ่ จุดหลอมเหลวยิ่งสูง อย่างไรก็ตาม จุดหลอมเหลวของแอลเคนมีรูปแบบที่ซับซ้อนกว่า เนื่องจากคุณสมบัติของผลึกของแข็งที่แตกต่างกัน^{[ a ]}

ความแตกต่างประการหนึ่งในโครงสร้างผลึกคือ แอลเคนที่มีเลขคู่ (ตั้งแต่เฮกเซนเป็นต้นไป) มีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นผลึกที่หนาแน่นกว่าเมื่อเทียบกับแอลเคนที่มีเลขคี่ ซึ่งทำให้มีเอนทาลปีของการหลอมเหลว (ปริมาณพลังงานที่จำเป็นในการหลอมเหลว) มากขึ้น ส่งผลให้จุดหลอมเหลว สูงขึ้น ^{[ 20 ]}ความแตกต่างประการที่สองในโครงสร้างผลึกคือ แอลเคนที่มีเลขคู่ (ตั้งแต่ออกเทนเป็นต้นไป) มีแนวโน้มที่จะก่อตัวเป็นผลึกที่มีการเรียงตัวแบบหมุนมากกว่าเมื่อเทียบกับแอลเคนที่มีเลขคี่ ซึ่งทำให้มีเอนโทรปีของการหลอมเหลว (การเพิ่มขึ้นของความไม่เป็นระเบียบจากสถานะของแข็งไปสู่สถานะของเหลว) มากขึ้น ส่งผลให้จุดหลอมเหลวลดลง^{[ 21 ]}

แม้ว่าผลกระทบเหล่านี้จะเกิดขึ้นในทิศทางตรงกันข้าม แต่ผลกระทบแรกมักจะแรงกว่าเล็กน้อย ทำให้แอลเคนที่มีเลขอะตอมเป็นเลขคู่มีจุดหลอมเหลวสูงกว่าค่าเฉลี่ยของแอลเคนที่มีเลขอะตอมเป็นเลขคี่ที่อยู่ใกล้เคียงเล็กน้อย

แนวโน้มนี้ใช้ไม่ได้กับมีเทน ซึ่งมีจุดหลอมเหลวสูงผิดปกติ สูงกว่าทั้งอีเทนและโพรเพน เนื่องจากมีเอนโทรปีของการหลอมเหลวต่ำมาก ซึ่งเป็นผลมาจากสมมาตรโมเลกุลสูงและความไม่เป็นระเบียบในการหมุนของมีเทนแข็งใกล้จุดหลอมเหลว ( มีเทน I ) ^{[ 21 ]}

จุดหลอมเหลวของแอลเคนแบบโซ่กิ่งอาจสูงกว่าหรือต่ำกว่าจุดหลอมเหลวของแอลเคนแบบโซ่ตรงที่สอดคล้องกัน ขึ้นอยู่กับปัจจัยสองประการนี้ แอลเคนที่มีสมมาตรมากกว่ามักมีจุดหลอมเหลวสูงกว่า เนื่องจากผลของเอนทัลปีเมื่อเกิดผลึกที่เป็นระเบียบ และผลของเอนโทรปีเมื่อเกิดผลึกที่ไม่เป็นระเบียบ (เช่น นีโอเพนเทน ) ^{[ 21 ]}

แอลเคนไม่นำไฟฟ้าและไม่เกิดการโพลาไรซ์ อย่างมีนัยสำคัญ จากสนามไฟฟ้าด้วยเหตุนี้ แอลเคนจึงไม่เกิดพันธะไฮโดรเจนและไม่ละลายในตัวทำละลายที่มีขั้ว เช่น น้ำ เนื่องจากพันธะไฮโดรเจนระหว่างโมเลกุลของน้ำแต่ละโมเลกุลเรียงตัวออกไปจากโมเลกุลของแอลเคน การอยู่ร่วมกันของแอลเคนและน้ำจึงนำไปสู่การเพิ่มขึ้นของระเบียบโมเลกุล (การลดลงของเอนโทรปี ) เนื่องจากไม่มีพันธะที่สำคัญระหว่างโมเลกุลของน้ำและโมเลกุลของแอลเคนกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์จึงแนะนำว่าการลดลงของเอนโทรปีนี้ควรลดลงให้น้อยที่สุดโดยการลดการสัมผัสระหว่างแอลเคนและน้ำให้น้อยที่สุด กล่าวได้ว่าแอลเคนเป็นสารที่ไม่ชอบน้ำเนื่องจากไม่ละลายในน้ำ

สารเหล่านี้ละลายได้ดีในตัวทำละลายที่ไม่เป็นขั้ว ซึ่งคุณสมบัตินี้เรียกว่าลิโปฟิลิซิตี้ตัวอย่างเช่น แอลเคนสามารถผสมเข้ากันได้ดีในทุกสัดส่วนระหว่างกัน

ความหนาแน่นของแอลเคนมักจะเพิ่มขึ้นตามจำนวนอะตอมคาร์บอน แต่ยังคงน้อยกว่าความหนาแน่นของน้ำ ดังนั้นแอลเคนจึงก่อตัวเป็นชั้นบนในส่วนผสมของแอลเคนและน้ำ^{[ 22 ]}

โครงสร้างโมเลกุลของแอลเคนส่งผลโดยตรงต่อคุณสมบัติทางกายภาพและเคมี โครงสร้างนี้ได้มาจากการจัดเรียงอิเล็กตรอนของคาร์บอนซึ่งมีอิเล็กตรอนวาเลนซ์ สี่ตัว อะตอมคาร์บอนในแอลเคนถูกอธิบายว่าเป็นไฮบริด sp³ ^{กล่าว}คือ โดยประมาณแล้ว อิเล็กตรอนวาเลนซ์อยู่ในออร์บิทัลที่ชี้ไปยังมุมของทรงสี่หน้า ซึ่งได้มาจากการรวมกันของออร์บิทัล 2s และออร์บิทัล 2p สามตัว ในทางเรขาคณิต มุมระหว่างพันธะคือ cos ⁻¹ (− ⁠1/3) ≈ 109.47° ค่านี้ถูกต้องสำหรับกรณีของมีเทน ในขณะที่แอลเคนขนาดใหญ่ที่มีพันธะ C–H และ C–C ผสมกัน โดยทั่วไปจะมีพันธะที่มีองศาใกล้เคียงกับค่าในอุดมคตินี้

แอลเคนมีพันธะเดี่ยวเพียงพันธะเดียวคือพันธะ C–H และพันธะ C–C พันธะ C–H เกิดจากการซ้อนทับกันของออร์บิทัล sp³ ^ของคาร์บอนกับออร์บิทัล 1s ของไฮโดรเจน ส่วนพันธะ C–C เกิดจากการซ้อนทับกันของออร์บิทัล sp³ สอง^ออร์บิทัลบนอะตอมคาร์บอนที่อยู่ติดกันความยาวพันธะมีค่าเท่ากับ 1.09 × ^10⁻¹⁰  เมตรสำหรับพันธะ C–H และ 1.54 × 10⁻¹⁰ ^เมตร  สำหรับพันธะ C–C

การจัดเรียงตัวของพันธะในอวกาศนั้นคล้ายคลึงกับการจัดเรียงตัวของออร์บิทัล sp³ ทั้งสี่^โดยจัดเรียงตัวแบบทรงสี่หน้า และมีมุม 109.47° ระหว่างกัน สูตรโครงสร้างที่แสดงว่าพันธะตั้งฉากกันนั้น แม้จะเป็นที่นิยมและมีประโยชน์ แต่ก็ไม่ได้แสดงถึงรูปทรงเรขาคณิตได้อย่างถูกต้อง

การจัดเรียงเชิงพื้นที่ของพันธะ CC และ CH อธิบายได้ด้วยมุมบิดของโมเลกุล ซึ่งเรียกว่าคอนฟอร์เมชันในอีเทนซึ่งเป็นกรณีที่ง่ายที่สุดสำหรับการศึกษาคอนฟอร์เมชันของแอลเคน จะมีการหมุนอย่างอิสระเกือบรอบพันธะเดี่ยวคาร์บอน-คาร์บอน คอนฟอร์เมชันที่สำคัญสองแบบคือ คอน ฟอร์เมชันแบบบังกัน (eclipsed conformation ) และคอนฟอร์เมชันแบบเหลื่อม (staggered conformation ) คอนฟอร์เมชันแบบเหลื่อมมีพลังงานต่ำกว่า (เสถียรกว่า) คอนฟอร์เมชันแบบบังกัน (เสถียรน้อยที่สุด) 12.6 kJ/mol (3.0 kcal/mol) ในแอลเคนที่มีกิ่งก้านสาขามาก มุมพันธะอาจแตกต่างจากค่าที่เหมาะสมที่สุด (109.5°) เพื่อรองรับกลุ่มขนาดใหญ่ การบิดเบี้ยวเช่นนี้ทำให้เกิดแรงตึงในโมเลกุล ซึ่งเรียกว่าการกีดขวางทางสเตอริกหรือความเครียด ความเครียดจะเพิ่มปฏิกิริยาอย่างมาก^{[ 23 ]}

สามารถหาลายเซ็นสเปกโทรสโกปีสำหรับแอลเคนได้โดยใช้เทคนิคการวิเคราะห์ลักษณะสำคัญ^{[ 24 ]}

โหมดการยืด CH ให้การดูดซับที่แรงระหว่าง 2850 และ 2960  cm ⁻¹และแถบที่อ่อนกว่าสำหรับโหมดการยืด CC ดูดซับระหว่าง 800 และ 1300 cm ⁻¹โหมดการดัดงอคาร์บอน-ไฮโดรเจนขึ้นอยู่กับลักษณะของกลุ่ม: กลุ่มเมทิลแสดงแถบที่ 1450 cm ⁻¹และ 1375 cm ⁻¹ในขณะที่กลุ่มเมทิลีนแสดงแถบที่ 1465 cm ⁻¹และ 1450 cm ^{−1 [ 25 ]}โซ่คาร์บอนที่มีอะตอมคาร์บอนมากกว่าสี่อะตอมแสดงการดูดซับที่อ่อนที่ประมาณ725 cm ⁻¹

โดยทั่วไปแล้ว เรโซแนนซ์ของโปรตอนในแอลเคนจะพบได้ที่δ _H = 0.5–1.5 ส่วนเรโซแนนซ์ของคาร์บอน-13 นั้นขึ้นอยู่กับจำนวนอะตอมไฮโดรเจนที่ติดอยู่กับคาร์บอน: δ _C = 8–30 (ปฐมภูมิ, เมทิล, –CH ₃ ), 15–55 (ทุติยภูมิ, เมทิลีน, –CH ₂ –), 20–60 (ตติยภูมิ, เมทิน, C–H) และจตุรภูมิ เรโซแนนซ์ของคาร์บอน-13 ในอะตอมคาร์บอนจตุรภูมินั้นมีลักษณะเฉพาะคืออ่อน เนื่องจากไม่มีปรากฏการณ์นิวเคลียร์โอเวอร์เฮาเซอร์และเวลาการคลายตัว ที่ยาวนาน จึงอาจตรวจไม่พบในตัวอย่างที่ไม่แข็งแรง หรือตัวอย่างที่ไม่ได้ทำการทดสอบเป็นเวลานานพอ

เนื่องจากแอลเคนมีพลังงานไอออนไนเซชัน สูง สเปกตรัมมวลจากการกระทบของอิเล็กตรอนจึงแสดงกระแสที่อ่อนสำหรับไอออนโมเลกุล รูปแบบการแตกตัวอาจตีความได้ยาก แต่ในกรณีของแอลเคนแบบโซ่กิ่ง โซ่คาร์บอนจะถูกแยกออกที่คาร์บอนตติยภูมิหรือจตุรภูมิเป็นหลักเนื่องจากความเสถียรสัมพัทธ์ของอนุมูลอิสระ ที่เกิดขึ้น สเปกตรัมมวลสำหรับแอลเคนแบบโซ่ตรงแสดงให้เห็นโดยสเปกตรัมของโดเดเคน : ชิ้นส่วนที่เกิดจากการสูญเสียหมู่เมทิลเดี่ยว ( M  − 15) จะหายไป ชิ้นส่วนจะมีความเข้มมากกว่าไอออนโมเลกุลและเว้นระยะห่างกัน 14 หน่วยมวล ซึ่งสอดคล้องกับการสูญเสียหมู่ CH ₂ ^{[ 26 ]}

แอลเคนมีปฏิกิริยาต่อสารประกอบทางเคมีส่วนใหญ่ค่อนข้างอ่อน พวกมันจะทำปฏิกิริยากับสารอิเล็กโทรฟิลิกที่แรงที่สุดเท่านั้น เนื่องจากพันธะ C–H ที่แข็งแรง (~100 กิโลแคลอรี/โมล) และพันธะ C–C (~90 กิโลแคลอรี/โมล) นอกจากนี้พวกมันยังไม่ค่อยทำปฏิกิริยากับอนุมูลอิสระ ความเฉื่อยนี้เป็นที่มาของคำว่าพาราฟิน (ซึ่งในที่นี้หมายถึง "ขาดความสัมพันธ์") ในน้ำมันดิบโมเลกุลของแอลเคนยังคงสภาพทางเคมีไม่เปลี่ยนแปลงมานานหลายล้านปี

ค่า คงที่การแตกตัวของกรด (pKa ) _ของแอลเคนทั้งหมดคาดว่าจะอยู่ในช่วง 50 ถึง 70 ขึ้นอยู่กับวิธีการประมาณค่า ดังนั้นแอลเคนจึงเป็นกรดที่อ่อนมากและแทบจะไม่ทำปฏิกิริยากับเบส (ดู: กรดคาร์บอน ) นอกจากนี้ยังเป็นเบสที่อ่อนมาก โดยไม่เกิดการโปรตอนที่สังเกตได้ในกรดซัลฟิวริก บริสุทธิ์ ( H0 _~ −12) แม้ว่า จะมี กรดซุปเปอร์ที่แข็งแรงกว่าอย่างน้อยหลายล้านเท่าซึ่งสามารถโปรตอนแอลเคนเหล่านี้เพื่อให้ได้ไอออนแอลคาเนียมที่มีการประสานงานสูง (ดู: ไอออนมีทาเนียม ) ดังนั้น ส่วนผสมของแอนติโมนีเพนตาฟลูออไรด์ (SbF5 ₎และกรดฟลูออโรซัลโฟนิก (HSO3F ₎ซึ่งเรียกว่ากรดวิเศษสามารถโปรตอนแอลเคนได้^{[ 27 ]}

แอลเคนทุกชนิดทำปฏิกิริยากับออกซิเจนใน ปฏิกิริยา การเผาไหม้แม้ว่าการจุดติดไฟจะยากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อจำนวนอะตอมคาร์บอนเพิ่มขึ้น สมการทั่วไปสำหรับการเผาไหม้สมบูรณ์คือ:

C _n H _{2 n +2} + ( ⁠3/2n  + ​​1/2⁠ ) ​​O ₂ → ( n  + 1) H ₂ O + n  CO ₂

หรือ C _n H _{2 n +2} + ( ⁠3n + 1/2⁠ ) ​​O ₂ → ( n  + 1) H ₂ O + n  CO ₂

ในกรณีที่ขาดออกซิเจนอย่างเพียงพออาจเกิด ก๊าซ คาร์บอนมอนอกไซด์หรือแม้แต่เขม่า ได้ ดังแสดงในภาพด้านล่าง:

C _n H _{2 n +2} + ( n  +  ⁠1/2⁠ ) ​​O ₂ → ( n  + 1) H ₂ O + n  CO

C _n H _{2 n +2} + ( ⁠1/2n  + ​​1/2) O ₂ → ( n  + 1) H ₂ O + n  C

ตัวอย่างเช่นมีเทน :

2 CH ₄ + 3 O ₂ → 4 H ₂ O + 2 CO

CH ₄ + O ₂ → 2 H ₂ O + C

ดูตารางความร้อนของการเกิดสารประกอบแอลเคนสำหรับข้อมูลโดยละเอียด การเปลี่ยนแปลงเอน _ทาลปีมาตรฐานของการเผาไหม้ ΔcH⊖ สำหรับแอลเคน ^จะเพิ่มขึ้นประมาณ 650 kJ/mol ต่อกลุ่ม CH₂ _{แอ ลเคนแบบ} โซ่กิ่งมีค่า ΔcH⊖ ต่ำ_กว่า^แอลเคนแบบโซ่ตรงที่มีจำนวนอะตอมคาร์บอนเท่ากัน ดังนั้นจึงอาจกล่าวได้ว่ามีความเสถียรมากกว่าเล็กน้อย

สิ่งมีชีวิตบางชนิดสามารถเผาผลาญแอลเคนได้^{[ 28 ] [ 29 ]}เอนไซม์มีเทนโมโนออกซิเจเนสจะเปลี่ยนมีเทนเป็นเมทานอลสำหรับแอลเคนที่มีโมเลกุลใหญ่กว่าไซโตโครม P450จะเปลี่ยนแอลเคนเป็นแอลกอฮอล์ ซึ่งจากนั้นจะไวต่อการย่อยสลาย

อนุมูลอิสระโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่จับคู่ มีบทบาทสำคัญในปฏิกิริยาของแอลเคนส่วนใหญ่ ปฏิกิริยา เฮโลจิเนชันของอนุมูลอิสระเกิดขึ้นกับเฮโลเจน ทำให้เกิด เฮโลแอลเคน อะตอมไฮโดรเจนของแอลเคนจะถูกแทนที่ด้วยอะตอมเฮโล เจนอย่างต่อเนื่อง ปฏิกิริยาของแอลเคนและฟลูออรีนเป็นปฏิกิริยาคายความร้อน สูง และอาจนำไปสู่การระเบิดได้^{[ 30 ]}ปฏิกิริยาเหล่านี้เป็นเส้นทางอุตสาหกรรมที่สำคัญในการผลิตไฮโดรคาร์บอนที่มีเฮโลเจน มีสามขั้นตอน:

• การเริ่มต้นปฏิกิริยาของอนุมูลฮาโลเจนเกิดขึ้นจาก การแตกตัวเป็นชิ้น เดียว (homolysis ) โดยปกติแล้วต้องใช้พลังงานในรูปของความร้อนหรือแสง
• จากนั้นจะเกิด ปฏิกิริยาลูกโซ่หรือการแพร่กระจายโดยอนุมูลฮาโลเจนจะดึงไฮโดรเจนจากแอลเคนเพื่อให้ได้อนุมูลแอลคิล ซึ่งจะทำปฏิกิริยาต่อไปอีก
• การยุติปฏิกิริยาลูกโซ่ที่อนุมูลอิสระรวมตัวกันใหม่

การทดลองแสดงให้เห็นว่าการเติมฮาโลเจนทั้งหมดทำให้เกิดส่วนผสมของไอโซเมอร์ที่เป็นไปได้ทั้งหมด ซึ่งบ่งชี้ว่าอะตอมไฮโดรเจนทั้งหมดไวต่อปฏิกิริยา อย่างไรก็ตาม ส่วนผสมที่เกิดขึ้นนั้นไม่ใช่แบบสถิติ: อะตอมไฮโดรเจนทุติยภูมิและตติยภูมิจะถูกแทนที่ได้ง่ายกว่าเนื่องจากความเสถียรที่มากกว่าของอนุมูลอิสระทุติยภูมิและตติยภูมิ ตัวอย่างหนึ่งสามารถเห็นได้ในการเติมโบรมีนหนึ่งอะตอมของโพรเพน: ^{[ 19 ]}

ในปฏิกิริยาของรีด (Reed reaction ) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์และคลอรีนจะเปลี่ยนไฮโดรคาร์บอนให้เป็นซัลโฟนิลคลอไรด์ภาย ใต้การกระตุ้นของแสง

ภายใต้บางสภาวะ แอลเคนจะเกิดปฏิกิริยาไนเตรชั่นได้

สารประกอบเชิงซ้อนของโลหะทรานซิชันบางชนิดส่งเสริมปฏิกิริยาที่ไม่ใช่อนุมูลอิสระกับแอลเคน ส่งผลให้เกิดปฏิกิริยาการกระตุ้นพันธะ C–H ^{[ 31 ]}

การแตกตัว (Cracking) คือการแยกโมเลกุลขนาดใหญ่ให้เป็นโมเลกุลขนาดเล็ก ปฏิกิริยานี้ต้องใช้ความร้อนและตัวเร่งปฏิกิริยา กระบวนการแตกตัวด้วยความร้อนเป็นไปตาม กลไกแบบ โฮโมไลติก (homolytic mechanism) โดยมีการสร้างอนุมูลอิสระ ขึ้น ส่วนกระบวนการแตกตัวด้วยตัวเร่งปฏิกิริยาเกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของตัวเร่งปฏิกิริยาที่เป็นกรด (โดยทั่วไปคือกรดแข็ง เช่นซิลิกา-อะลูมินาและซีโอไลต์ ) ซึ่งส่งเสริม การแตกตัวของพันธะแบบเฮเทอ โรไลติก (heterolytic) (แบบไม่สมมาตร) ทำให้เกิดไอออนคู่ที่มีประจุตรงข้ามกัน ซึ่งโดยทั่วไปคือคาร์โบแคตไอออน ทั้งอนุมูลอิสระและแคตไอออนที่อยู่เฉพาะที่คาร์บอนนั้นไม่เสถียรอย่างมากและเกิดกระบวนการจัดเรียงตัวใหม่ของสายโซ่ การแตกตัวของพันธะ C–C ในตำแหน่งเบตา(เช่น การแตกตัว) และ การถ่ายโอนไฮโดรเจน หรือไฮไดรด์ทั้งภายในและภายนอก โมเลกุล ในกระบวนการทั้งสองประเภทสารตัวกลางที่เกิดปฏิกิริยา (อนุมูลอิสระ ไอออน) จะถูกสร้างขึ้นใหม่ตลอดเวลา ดังนั้นจึงดำเนินไปตามกลไกแบบลูกโซ่ที่แพร่กระจายเอง ในที่สุดห่วงโซ่ของปฏิกิริยาจะสิ้นสุดลงด้วยการรวมตัวของอนุมูลอิสระหรือไอออน

ดราแกนและเพื่อนร่วมงานของเขาเป็นคนแรกที่รายงานเกี่ยวกับการไอโซเมอไรเซชันในแอลเคน^{[ 32 ]}การไอโซเมอไรเซชันและการสร้างใหม่เป็นกระบวนการที่แอลเคนสายตรงถูกให้ความร้อนในที่ที่มี ตัวเร่งปฏิกิริยา แพลทินัมในการไอโซเมอไรเซชัน แอลเคนจะกลายเป็นไอโซเมอร์สายกิ่ง กล่าวคือ มันจะไม่สูญเสียคาร์บอนหรือไฮโดรเจนใดๆ ทำให้น้ำหนักโมเลกุลยังคงเท่าเดิม^{[ 32 ]}ในการสร้างใหม่ แอลเคนจะกลายเป็นไซโคลแอลเคนหรือไฮโดรคาร์บอนอะโรมาติกโดยให้ไฮโดรเจนเป็นผลพลอยได้ กระบวนการทั้งสองนี้ทำให้ค่าออกเทนของสารเพิ่มขึ้น บิวเทนเป็นแอลเคนที่พบได้บ่อยที่สุดที่อยู่ภายใต้กระบวนการไอโซเมอไรเซชัน เนื่องจากมันสร้างแอลเคนสายกิ่งจำนวนมากที่มีค่าออกเทนสูง^{[ 32 ]}

ในกระบวนการปฏิรูปด้วยไอน้ำแอลเคนจะทำปฏิกิริยากับไอน้ำโดยมีตัวเร่งปฏิกิริยาเป็นนิกเกล เพื่อให้ได้ไฮโดรเจนและคาร์บอนมอนอกไซด์

อัลเคนเป็นส่วนประกอบเล็กน้อยของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก๊าซชั้นนอก เช่นดาวพฤหัสบดี (มีเทน 0.1%, อีเทน 2  ppm ), ดาวเสาร์ (มีเทน 0.2%, อีเทน 5 ppm), ดาวยูเรนัส (มีเทน 1.99%, อีเทน 2.5 ppm) และดาวเนปจูน (มีเทน 1.5%, อีเทน 1.5 ppm) ไททัน (มีเทน 1.6%) ซึ่งเป็นดวงจันทร์บริวารของดาวเสาร์ ได้รับการสำรวจโดยยานสำรวจฮอยเกนส์ซึ่งระบุว่าชั้นบรรยากาศของไททันมีการปล่อยมีเทนเหลวลงบนพื้นผิวดวงจันทร์เป็นระยะ^{[ 33 ]}นอกจากนี้ ภารกิจแคสสินียังได้ถ่ายภาพทะเลสาบมีเทน/อีเทนตามฤดูกาลใกล้กับบริเวณขั้วโลกของไททันตรวจพบมีเทนและอีเทน ในหางของ ดาวหางฮิยากุตาเกะ การวิเคราะห์ทางเคมีแสดงให้เห็นว่าปริมาณของอีเทนและมีเทนมีค่าใกล้เคียงกัน ซึ่งคิดว่าบ่งชี้ว่าน้ำแข็งก่อตัวขึ้นในอวกาศระหว่างดวงดาว ห่างจากดวงอาทิตย์ ซึ่งจะทำให้โมเลกุลระเหยเหล่านี้ระเหยไป^{[ 34 ]}ตรวจพบแอลเคนในอุกกาบาตเช่นคอนไดรต์คาร์บอน

ก๊าซมีเทนมีปริมาณเล็กน้อย (ประมาณ 0.0002% หรือ 1745 ppb) เกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งส่วนใหญ่เกิดจาก จุลินทรีย์ ที่สร้างมีเทนเช่นอาร์เคียในลำไส้ของสัตว์เคี้ยวเอื้อง^{[ 35 ]}

แหล่งเชิงพาณิชย์ที่สำคัญที่สุดสำหรับแอลเคนคือก๊าซธรรมชาติและน้ำมัน [ ^{19 ]}ก๊าซธรรมชาติประกอบด้วยมีเทนและอีเทนเป็นหลัก โดยมี^โพรเพนและบิ วเทนอยู่บ้าง น้ำมันเป็นส่วนผสมของแอลเคนเหลวและไฮโดรคาร์บอน อื่นๆ ไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อสัตว์และพืชในทะเล (แพลงก์ตอนสัตว์และแพลงก์ตอนพืช) ตายและจมลงสู่ก้นทะเลโบราณ และถูกปกคลุมด้วยตะกอนใน สภาพแวดล้อม ที่ปราศจากออกซิเจนและเปลี่ยนไปเป็นรูปแบบปัจจุบันในช่วงหลายล้านปีที่อุณหภูมิสูงและความดันสูง ก๊าซธรรมชาติจึงเกิดขึ้นจากปฏิกิริยาต่อไปนี้เป็นต้น:

ค₆ชั่วโมง₁₂โอ₆ → 3 CH ₄ + 3 CO ₂

แหล่งสะสมไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้ ซึ่งอยู่ในหินที่มีรูพรุนและถูกกักอยู่ใต้ชั้นหินปิดกั้นที่ไม่สามารถซึมผ่านได้ ประกอบเป็นแหล่งน้ำมัน เชิงพาณิชย์ แหล่ง สะสม เหล่านี้ก่อตัวขึ้นมานานหลายล้านปี และเมื่อหมดไปแล้วก็ไม่สามารถสร้างขึ้นใหม่ได้โดยง่าย การหมดไปของแหล่งสำรองไฮโดรคาร์บอนเหล่านี้เป็นต้นเหตุของสิ่งที่เรียกว่าวิกฤตพลังงาน

แอลเคนมีความละลายในน้ำต่ำ ดังนั้นปริมาณในมหาสมุทรจึงมีน้อยมาก อย่างไรก็ตาม ที่ความดันสูงและอุณหภูมิต่ำ (เช่น ที่ก้นมหาสมุทร) มีเทนสามารถตกผลึกร่วมกับน้ำเพื่อสร้างสารประกอบมีเทนแคลทเรต (มีเทนไฮเดรต) ที่เป็นของแข็งได้ แม้ว่าในปัจจุบันจะยังไม่สามารถนำมาใช้ประโยชน์ในเชิงพาณิชย์ได้ แต่ปริมาณพลังงานที่เผาไหม้ได้จากแหล่งมีเทนแคลทเรตที่รู้จักกันนั้นมีมากกว่าปริมาณพลังงานจากแหล่งก๊าซธรรมชาติและน้ำมันทั้งหมดรวมกัน ดังนั้น มีเทนที่สกัดจากมีเทนแคลทเรตจึงเป็นเชื้อเพลิงที่มีศักยภาพในอนาคต

นอกเหนือจากปิโตรเลียมและก๊าซธรรมชาติแล้ว แอลเคนยังพบได้มากในธรรมชาติในรูปของ มีเทนซึ่งผลิตโดยอาร์เคีย บางชนิด โดยกระบวนการสร้างมีเทนสิ่งมีชีวิตเหล่านี้พบได้ในลำไส้ของปลวก^{[ 36 ]}และวัว^{[ 37 ]}มีเทนผลิตจากคาร์บอนไดออกไซด์หรือสารประกอบอินทรีย์อื่นๆ พลังงานถูกปล่อยออกมาจากการออกซิเดชันของไฮโดรเจน :

CO ₂ + 4 H ₂ → CH ₄ + 2 H ₂ O

เป็นไปได้ว่าแหล่งก๊าซธรรมชาติในปัจจุบันของเราเกิดขึ้นในลักษณะเดียวกัน^{[ 38 ]}

แบคทีเรียบางชนิดสามารถเผาผลาญแอลเคนได้ โดยพวกมันชอบโซ่คาร์บอนที่มีจำนวนคู่ เนื่องจากย่อยสลายได้ง่ายกว่าโซ่ที่มีจำนวนคี่^{[ 39 ]}

แอลเคนมีบทบาทน้อยมากในสิ่งมีชีวิตชั้นสูง ยกเว้นบางกรณี ยีสต์บางชนิด เช่นCandida tropicale , Pichia sp., Rhodotorula sp. สามารถใช้แอลเคนเป็นแหล่งคาร์บอนหรือพลังงานได้ เชื้อราAmorphotheca resinaeชอบแอลเคนที่มีสายโซ่ยาวกว่าในเชื้อเพลิงการบินและอาจก่อให้เกิดปัญหาร้ายแรงต่อเครื่องบินในเขตร้อน^{[ 40 ]}

ในพืช อัลเคนสายยาวที่เป็นของแข็งพบได้ในคิวติเคิลของพืชและแว็กซ์อีพิคิวติเคิ ล ของพืชหลายชนิด แต่พบได้น้อยมากที่จะเป็นส่วนประกอบหลัก^{[ 41 ]}พวกมันช่วยปกป้องพืชจากการสูญเสียน้ำ ป้องกันการชะล้างแร่ธาตุที่สำคัญโดยฝน และป้องกันแบคทีเรีย เชื้อรา และแมลงที่เป็นอันตราย โซ่คาร์บอนในอัลเคนของพืชมักจะเป็นเลขคี่ มีความยาวระหว่าง 27 ถึง 33 อะตอมคาร์บอน^{[ 41 ]}และถูกสร้างขึ้นโดยพืชโดยการดีคาร์บอกซิเลชัน ของ กรดไขมันเลขคู่องค์ประกอบที่แน่นอนของชั้นแว็กซ์ไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับชนิดของพืชเท่านั้น แต่ยังเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลและปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น สภาพแสง อุณหภูมิ หรือความชื้น^{[ 41 ]}

ต้นสนเจฟฟรีย์เป็นที่รู้จักกันดีว่าผลิตn -heptaneในเรซินในปริมาณสูงเป็นพิเศษ ด้วยเหตุนี้ สารกลั่นของมันจึงถูกกำหนดให้เป็นจุดศูนย์สำหรับค่าออกเทน หนึ่ง กลิ่นดอกไม้ยังเป็นที่ทราบกันดีว่ามีส่วนประกอบของแอลเคนระเหยได้ และn -nonaneเป็นส่วนประกอบสำคัญในกลิ่นของกุหลาบ บางชนิด ^{[ 42 ]}การปล่อยแอลเคนที่เป็นก๊าซและระเหยได้ เช่นอีเทนเพนเทนและเฮกเซน โดยพืชก็ได้รับการบันทึกไว้ในระดับต่ำเช่นกัน แม้ว่าโดยทั่วไป แล้วจะไม่ถือว่าเป็นส่วนประกอบหลักของมลพิษทางอากาศที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต^{[ 43 ]}

น้ำมันพืชที่บริโภคได้โดยทั่วไปยังมีส่วนประกอบของอัลเคนชีวภาพในปริมาณเล็กน้อยที่มีจำนวนคาร์บอนหลากหลาย โดยส่วนใหญ่อยู่ระหว่าง 8 ถึง 35 ซึ่งมักจะมีค่าสูงสุดในช่วง 20 ต้นๆ ถึง 20 ปลายๆ โดยมีความเข้มข้นสูงถึงหลายสิบมิลลิกรัมต่อกิโลกรัม (ส่วนต่อล้านส่วนโดยน้ำหนัก) และบางครั้งอาจสูงถึงกว่าร้อยมิลลิกรัมสำหรับส่วนประกอบอัลเคนทั้งหมด^{[ 44 ]}

แอลเคนมีความสำคัญในฐานะฟีโรโมนซึ่งเป็นสารเคมีสื่อสารที่แมลงใช้ในการสื่อสาร 7-เมทิลไตรโคเซนและ 9-เมทิลไตรโคเซนมีฤทธิ์ต่อ ด้วง เต่าทอง ( Adalia bipunctata ) ^{[ 45 ]}ด้วงเจาะต้นแอชสีเขียวมรกต ( Agrilus planipennis Fairmaire ) ตอบสนองต่อ 9-เมทิลเพนตาโคเซน^{[ 46 ]}ด้วงหนวดยาวเอเชียตัวเมีย Anoplophora glabripennisซึ่งสร้างความเสียหายอย่างมาก จะหลั่ง 2-เมทิลโดโคเซน^{[ 47 ]}ผึ้งงานเต้นรำแบบส่าย หางผลิตและปล่อยแอลเคนสองชนิด คือ ไตรโคเซนและเพนตาโคเซน^{[ 48 ]}

ตัวอย่างหนึ่งที่แอลเคนจากพืชและสัตว์มีบทบาท คือความสัมพันธ์ทางนิเวศวิทยาของผึ้งทราย ( Andrena nigroaenea ) กับกล้วยไม้แมงมุมต้น ( Ophrys sphegodes ) โดยกล้วยไม้แมงมุมต้องพึ่งพาผึ้งทรายใน การ ผสมเกสรผึ้งทรายใช้ฟีโรโมนในการหาคู่ ในกรณีของA. nigroaeneaตัวเมียจะปล่อยสารผสมของไตรโคเซน (C ₂₃ H ₄₈ ), เพนทาโคเซน (C ₂₅ H ₅₂ ) และเฮปทาโคเซน (C ₂₇ H ₅₆ ) ในอัตราส่วน 3:3:1 และตัวผู้จะถูกดึงดูดด้วยกลิ่นนี้โดยเฉพาะ กล้วยไม้ใช้ประโยชน์จากระบบการผสมพันธุ์นี้เพื่อให้ผึ้งตัวผู้เก็บและกระจายละอองเกสรของมัน ส่วนต่างๆ ของดอกกล้วยไม้ไม่เพียงแต่มีลักษณะคล้ายผึ้งทรายเท่านั้น แต่ยังผลิตแอลเคนทั้งสามชนิดในปริมาณมากในอัตราส่วนเดียวกันกับผึ้งทรายตัวเมียด้วย ด้วยเหตุนี้ ตัวผู้จำนวนมากจึงถูกล่อให้มาที่ดอกไม้และพยายามผสมพันธุ์กับคู่ที่พวกมันจินตนาการไว้ แม้ว่าความพยายามนี้จะไม่ประสบความสำเร็จสำหรับผึ้ง แต่ก็ช่วยให้กล้วยไม้สามารถถ่ายละอองเรณูได้ ซึ่งหลังจากที่ตัวผู้ที่ผิดหวังจากไปแล้ว ละอองเรณูเหล่านั้นก็จะถูกกระจายไปยังดอกอื่นๆ

แหล่งที่มาสำคัญที่สุดของแอลเคนคือก๊าซธรรมชาติและน้ำมันดิบ[ ^{19 ] แอ}ลเคนจะถูกแยกในโรงกลั่นน้ำมันโดยการกลั่นแยกส่วนไฮโดรคาร์บอนไม่อิ่มตัวจะถูกแปลงเป็นแอลเคนโดย^การเติมไฮโดรเจน [ ^{49 ]}

RCH=CH ₂ + H ₂ → RCH ₂ −CH ₃ (R = อัลคิล )

อีกเส้นทางหนึ่งในการสังเคราะห์แอลเคนคือไฮโดรไลซิ ส ซึ่งเกี่ยวข้องกับการแตกพันธะ C-เฮเทอโรอะตอมโดยใช้ไฮโดรเจน ในอุตสาหกรรม สารตั้งต้นหลักคือสารประกอบอินทรีย์ไนโตรเจนและสารประกอบอินทรีย์กำมะถันที่มีเฮเทอโรอะตอมเป็นไนโตรเจนและกำมะถัน กระบวนการเฉพาะเหล่านี้เรียกว่าไฮโดรดีไนตริฟิ เคชัน และไฮโดรดีซัลฟูไรเซ ชัน

R ₃ N + 3 H ₂ → 3 RH + H ₃ N

อา₂ส + 2 ชม₂ → 2 RH + ชม₂ส

กระบวนการไฮโดรจีโนไลซิสสามารถนำไปใช้ในการเปลี่ยนหมู่ฟังก์ชันใดๆ ก็ได้ให้กลายเป็นไฮโดรคาร์บอน สารตั้งต้นได้แก่ ฮาโลอัลเคน แอลกอฮอล์ อัลดีไฮด์ คีโตน กรดคาร์บอกซิลิก เป็นต้น ทั้งกระบวนการไฮโดรจีโนไลซิสและไฮโดรจีเนชันต่างก็มีการปฏิบัติกันในโรงกลั่นน้ำมัน โดยสามารถดำเนินการได้โดยใช้ลิเธียมอะลูมิเนียมไฮไดรด์การลดแบบเคลมเมนสันและวิธีการเฉพาะอื่นๆ

ถ่านหินเป็นสารตั้งต้นดั้งเดิมของแอลเคน เทคโนโลยีหลากหลายประเภทได้รับการปฏิบัติอย่างเข้มข้นมานานหลายศตวรรษ^{[ 49 ]}การให้ความร้อนแก่ถ่านหินจะให้แอลเคน เหลือโค้ก ไว้ เทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง ได้แก่กระบวนการ Bergiusและการทำให้ถ่านหินเป็นของเหลวการเผาไหม้ถ่านหินและสารประกอบอินทรีย์แข็งที่เกี่ยวข้องบางส่วนจะสร้างคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งสามารถเติมไฮโดรเจนได้โดยใช้กระบวนการ Fischer–Tropschเทคโนโลยีนี้ช่วยให้สามารถสังเคราะห์ไฮโดรคาร์บอนเหลว รวมถึงแอลเคนได้ วิธีนี้ใช้ในการผลิตสารทดแทนสำหรับน้ำมันกลั่น

แทบจะไม่มีความสนใจในการสังเคราะห์แอลเคนเลย เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วแอลเคนมีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์และมีมูลค่าน้อยกว่าสารตั้งต้นแทบทุกชนิด วิธีที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดคือการเติมไฮโดรเจนลงในแอลคีนพันธะ C−X จำนวนมากสามารถเปลี่ยนเป็นพันธะ C−H ได้โดยใช้ ลิเธียมอะลูมิเนียม ไฮ ไดรด์ การลดแบบเคลมเมนสันและวิธีการเฉพาะอื่นๆ^{[ 50 ]}การไฮโดรไลซิสของรีเอเจนต์แอลคิลกรินยาร์ดและรีเอเจนต์แอลคิลออร์กาโนลิเทียมจะให้แอลเคน^{[ 51 ]}

การใช้งานหลักของแอลเคนคือการใช้เป็นเชื้อเพลิงโพรเพนและบิวเทนซึ่งเป็นก๊าซที่สามารถทำให้เป็นของเหลวได้ง่าย มักเรียกกันว่าก๊าซปิโตรเลียมเหลว (LPG) ^{[ 52 ]}ตั้งแต่เพนเทนถึงออกเทน แอลเคนเป็นของเหลวที่ระเหยได้ง่ายมาก พวกมันถูกใช้เป็นเชื้อเพลิงในเครื่องยนต์สันดาปภายในเนื่องจากพวกมันระเหยได้ง่ายเมื่อเข้าสู่ห้องเผาไหม้โดยไม่ก่อตัวเป็นหยด ซึ่งจะทำให้การเผาไหม้ไม่สม่ำเสมอ แอลเคนแบบโซ่กิ่งเป็นที่นิยมมากกว่า เนื่องจากมีแนวโน้มที่จะจุดระเบิดก่อนกำหนดน้อยกว่า ซึ่งเป็นสาเหตุของ การ น็อค เมื่อเทียบกับแอลเคนแบบโซ่ตรง แนวโน้มที่จะจุดระเบิดก่อนกำหนดนี้วัดได้จากค่าออกเทนของเชื้อเพลิง โดยที่2,2,4-ไตรเมทิลเพนเทน ( ไอโซออกเทน ) มีค่าโดยประมาณที่ 100 และเฮปเทนมีค่าเป็นศูนย์ นอกจากการใช้เป็นเชื้อเพลิงแล้ว แอลเคนขนาดกลางยังเป็นตัวทำละลายที่ ดี สำหรับสารที่ไม่มีขั้ว อีกด้วย แอลเคน ตั้งแต่โนเนนไปจนถึงเฮกซาเดเคน (แอลเคนที่มีคาร์บอน 16 อะตอม) เป็นของเหลวที่มีความหนืด สูง เหมาะสำหรับใช้เป็นส่วนผสมในน้ำมันเบนซินน้อยลงเรื่อยๆ แต่กลับเป็นส่วนประกอบหลักของน้ำมันดีเซลและน้ำมันเชื้อเพลิงสำหรับเครื่องบินน้ำมันดีเซลมีคุณสมบัติเฉพาะตัวด้วยค่าซีเทนซึ่งซีเทนเป็นชื่อเก่าของเฮกซาเดเคน อย่างไรก็ตาม จุดหลอมเหลวที่สูงของแอลเคนเหล่านี้อาจก่อให้เกิดปัญหาในอุณหภูมิต่ำและในบริเวณขั้วโลก เนื่องจากเชื้อเพลิงจะมีความหนืดสูงเกินไปจนไหลไม่สะดวก

โดยกระบวนการแตกตัว (cracking ) แอลเคนสามารถเปลี่ยนเป็นแอลคีนได้ แอลคีนอย่างง่ายเป็นสารตั้งต้นของพอลิเมอร์ เช่นโพลีเอทิลีนและโพลีโพรพีลีนเมื่อการแตกตัวเกิดขึ้นอย่างรุนแรง แอลเคนสามารถเปลี่ยนเป็นคาร์บอนแบล็กซึ่งเป็นส่วนประกอบสำคัญของยางรถยนต์ได้

การคลอริเนชันของมีเทนจะให้คลอโรมีเทน ซึ่งใช้เป็นตัวทำละลายและสารตั้งต้นในการสร้างสารประกอบเชิงซ้อน ในทำนองเดียวกัน การนำมีเทนมาทำปฏิกิริยากับกำมะถันจะให้คาร์บอนไดซัลไฟด์นอกจากนี้ยังมีสารเคมีอื่นๆ ที่เตรียมได้จากการทำปฏิกิริยากับซัลเฟอร์ไตรออกไซด์และไนตริกออกไซด์

ไฮโดรคาร์บอนชนิดเบาบางชนิดถูกนำมาใช้เป็น สเปร ย์ ละอองลอย

แอลเคนตั้งแต่เฮกซาเดเคนขึ้นไปเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของน้ำมันเชื้อเพลิงและน้ำมันหล่อลื่นในส่วนของน้ำมันหล่อลื่นนั้น แอลเคนยังทำหน้าที่เป็นสารป้องกันการกัดกร่อนด้วย เนื่องจากคุณสมบัติที่ไม่ชอบน้ำทำให้โมเลกุลน้ำไม่สามารถเข้าถึงพื้นผิวโลหะได้ แอลเคนที่เป็นของแข็งหลายชนิดถูกนำไปใช้เป็นพาราฟินแว็กซ์เช่น ในเทียนไขอย่างไรก็ตาม ไม่ควรสับสนกับแว็กซ์ แท้ ซึ่งประกอบด้วยเอสเทอร์เป็น หลัก

แอลเคนที่มีความยาวของโซ่คาร์บอนประมาณ 35 อะตอมขึ้นไป พบได้ในบิทูเมนซึ่งใช้ในงานต่างๆ เช่น การปูผิวถนน อย่างไรก็ตาม แอลเคนที่มีจำนวนอะตอมคาร์บอนมากนั้นมีมูลค่าน้อย และมักถูกแยกออกเป็นแอลเคนที่มีจำนวนอะตอมคาร์บอนน้อยกว่าโดยกระบวนการแตกตัว (cracking )

แอลเคนไวไฟสูง แต่มีความเป็นพิษต่ำ มีเทน "แทบไม่มีความเป็นพิษ" แอลเคนสามารถทำให้หายใจไม่ออกและเป็นสารเสพติดได้^{[ 49 ]}

วิกิมีเดียคอมมอนส์มีสื่อที่เกี่ยวข้องกับแอลเคน

ค้นหาคำว่า "แอลเคน"ในวิกิพีเดีย ซึ่งเป็นพจนานุกรมเสรี

• อัลคีน
• อัลไคน์
• ไซโคลอัลเคน
• อัลเคนระดับสูง
• สารประกอบอะลิฟาติก

• ตำราเรียนเคมีอินทรีย์ฉบับออนไลน์
• ภาพจำลองโครงสร้างผลึกของแอลเคน (มีเทนถึงโนเนน) ที่อุณหภูมิต่ำ
• เรดวูด, โบเวอร์ตัน (1911). "พาราฟิน"  . สารานุกรมบริแทนนิกา . เล่มที่ 20 (ฉบับที่ 11). หน้า  752–756 .