Alkaanit ovat hiilivetyjä, jossa hiilien välillä on ainoastaan yksinkertaisia sidoksia. Monet pienet, energianlähteenä käytettävät hiilivedyt ovat alkaaneja. Esimerkiksi metaanissa (CH₄) yhteen hiiliatomiin on sitoutuneena neljä vetyatomia. Nestekaasuna käytettävä butaani (C₄H₁₀) sisältää neljä toisiinsa yksinkertaisin sidoksin sitoutunutta hiiliatomia sekä hiiliatomeihin liittyneitä vetyatomeja. Kaikkien alkaanien nimi päättyy päätteeseen –aani.

Metaanin jälkeen kokojärjestyksessä seuraavat alkaanit ovat etaani (C₂H₆), propaani (C₃H₈), butaani (C₄H₁₀) ja pentaani (C₅H₁₂). Kun alkaaniin liitetään yksi hiiliatomi lisää, huomataan vetyatomien määrän kasvavan kahdella. Alkaanien sanotaan muodostavan homologisen sarjan, jossa peräkkäisten alkaanien hiiliketju kasvaa CH₂-ryhmällä.


https://peda.net/id/ccf78efc4
Hiilivetyjen rakennetta voidaan kuvata monella eri tavalla. Erityisesti suuret molekyylit piirretään usein viivakaavoina (oikealla).

https://peda.net/id/ccf82c9a4

Metaani, etaani, propaani ja butaani. Harmaat atomit ovat hiiliatomeja ja valkoiset vetyatomeja.

Kaikissa alkaaneissa hiiliketju ei ole suora, vaan se voi myös haaroittua. Esimerkiksi butaanissa (C₄H₁₀) ja 2-metyylipropaanissa (C₄H₁₀) on sama määrä hiili- ja vetyatomeja. Kahdella yhdisteellä voi siis olla sama molekyylikaava, mutta erilainen rakenne. Tätä kutsutaan hiilivetyjen isomeriaksi. Esimerkiksi butaani ja 2-metyylipropaani ovat erilaisia yhdisteitä, sillä rakenteen lisäksi niiden fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet poikkeavat toisistaan.


https://peda.net/id/ccf668384
Butaanilla ja 2-metyylipropaanilla on sama rakennekaava, mutta erilainen rakenne.

Hiiliatomit voivat liittyä toisiinsa myös siten, että hiiliketju muodostaa renkaan. Tällaisia rengasmaisia hiilivetyjä kutsutaan syklisiksi hiilivedyiksi. Syklisiä hiilivetyjä ovat esimerkiksi syklopentaani (C₅H₁₀) ja sykloheksaani (C₆H₁₂). Sykliset hiilivedyt on erotettava aromaattisista yhdisteistä, jotka sisältävät rengasmaisen bentseenirenkaan.

https://peda.net/id/ccfa0dd04
Sykloheksaanissa hiiliketju muodostaa renkaan.