Alkany

Alkany

Alkany, znane również jako parafiny, to nasycone węglowodory, które składają się wyłącznie z atomów węgla i wodoru. Ich ogólny wzór to C_nH_2n+2. W alkanach atomy węgla są połączone wyłącznie pojedynczymi wiązaniami, a ich struktury mogą być prostymi lub rozgałęzionymi łańcuchami. Cykloalkany nie są klasyfikowane jako alkany.

Rodzaje łańcuchów alkanów

Alkany z więcej niż trzema atomami węgla mogą tworzyć różne izomery konstytucyjne.

Łańcuchy proste

W alkanach o prostym łańcuchu atomy węgla tworzą jeden nierozgałęziony łańcuch. Związki te mogą tworzyć izomery konformacyjne, które różnią się ułożeniem atomów wokół pojedynczych wiązań.

Łańcuchy rozgałęzione

Alkany rozgałęzione zawierają atomy węgla związane z więcej niż dwoma innymi atomami. Przykładami pięcioatomowych izomerów są n-pentan, izopentan i neopentan.

Łańcuchy cykliczne

Cząsteczki z łańcuchami cyklicznymi, zwane cykloalkanami, nie są uznawane za alkany zgodnie z systematyką IUPAC.

Właściwości

Alkany są słabo rozpuszczalne w wodzie, ale dobrze rozpuszczają się w rozpuszczalnikach organicznych. Ich niska reaktywność wynika z trwałości wiązań C-H. Cykloalkany mają podobne właściwości, z wyjątkiem cyklopropanu i cyklobutanu, które są nietrwałe.

Stany skupienia

Alkany mogą występować jako gazy, ciecze lub ciała stałe w zależności od temperatury i ciśnienia. Temperatura wrzenia alkanów rośnie wraz z długością łańcucha węglowego. W temperaturze pokojowej alkany liniowe o 1-4 atomach węgla są gazami, 5-17 atomów są cieczami, a 18 lub więcej są ciałami stałymi.

Reakcje alkanów

Alkany, jako węglowodory nasycone, są mało reaktywne i wymagają ekstremalnych warunków do reakcji. Główne typy reakcji obejmują:

• Spalanie (całkowite i niecałkowite)
• Halogenowanie rodnikowe
• Piroliza

Nazewnictwo alkanów

Nazwy alkanów składają się z trzech części: przedrostka, rdzenia i przyrostka „-an”. Proces nazywania obejmuje:

1. Identyfikacja najdłuższego łańcucha węglowego.
2. Numeracja atomów węgla zaczynając od końca najbliższego rozgałęzienia.
3. Określenie podstawników i ich numeracja.
4. Zapis nazwy związku w jednej całości.

Przykład: 2,2-dimetylobutan, gdzie „2,2” to lokanty, „di” oznacza dwa podstawniki, „metylo” to nazwa podstawników, a „butan” to rdzeń alkanu.