Сколько изомеров у C₄H₁₀?

Бутан $\mathrm{C_4H_{10}}$ имеет два структурных изомера по углеродному скелету:

1. н-Бутан (нормальный, неразветвлённый):
$$\mathrm{CH_3-CH_2-CH_2-CH_3}$$

• t°кип = −0,5 °C,
• газ.

2. 2-метилпропан (изобутан):
$$\mathrm{CH_3-CH(CH_3)-CH_3}$$
или
$$\mathrm{(CH_3)_3CH}$$

• t°кип = −11,7 °C,
• газ.

Объяснение нумерации:

• В 2-метилпропане главная цепь — 3 атома C (пропан), у 2-го атома C находится метильный заместитель.
• Назван не «изобутан» (это тривиальное название), а 2-метилпропан по ИЮПАК.

Сравнение свойств:

Изомеры с одинаковой $M = 58$ г/моль имеют разные температуры кипения: чем более разветвлён скелет, тем компактнее молекула и слабее межмолекулярные взаимодействия → ниже t°кип.

Применение:

• н-бутан — бытовой газ в баллонах,
• изобутан — хладагент (R-600a) в холодильниках, заменил фреоны (озоновый слой).

Число изомеров алканов быстро растёт с n:

• C₅H₁₂ — 3,
• C₆H₁₄ — 5,
• C₈H₁₈ — 18,
• C₁₀H₂₂ — 75,
• C₂₀H₄₂ — 366 319.