Izprot alkānu nomenklatūru un īpašības

Iepriekšējā diskusijā mēs īsi iepazināmies ar alkāniem Alkēnu alkēniem kā alifātisko ogļūdeņražu savienojumu grupai, kas sastāv no oglekļa atomiem (C) un ūdeņraža atomiem (H), kuri ir saistīti un veido atvērtas ķēdes. Tas var būt vai nav sazarots.

Alkēna alkāniem ir arī attiecīgās atšķirības. Bet šoreiz par alkāniem mēs sapratīsim dziļāk, sākot no tā nozīmes, nomenklatūras līdz fizikālajām un ķīmiskajām īpašībām. Kāda tā būs?

Alkāni, kā iepriekš aprakstīts, ir piesātināti atvērtas ķēdes ogļūdeņraži, kas satur oglekļa-oglekļa atsevišķās saites. Alkānu vispārējā formula ir

C n H 2n + 2

Alkānos, C-C un C-H, σ saite veidojas, apvienojot oglekļa sp3 hibrīda orbitālu un ūdeņraža atoma 1s orbitālu.

Nomenklatūra

Atsaucoties uz IUPAC konvenciju, alkāna savienojumu nomenklatūru raksta, izmantojot formulu: Prefix + Suffix. Kur prefikss apzīmē alkānā esošo oglekļa atomu skaitu. Tad pievienojiet sufiksu "ana"

(Lasiet arī: Alkanes Alkenes Alkes, ogļūdeņraži, par kuriem mums vajadzētu zināt)

Piemēram, CH 4 . Oglekļa atomu skaits ir viens, tāpēc prefikss ir izpildīts, un, pievienojot piedēkli, IUPAC nosaukums CH 4   ir metāns.

Izomēri

Alkānus ar vairāk nekā trim oglekļa atomiem var sakārtot vairākos veidos, veidojot dažādus strukturālos izomērus.

Alkāni var parādīt ķēdes izomērus. Piemēram, iespējami divi C 4 H 10 izomēri  ir:

izomērs2

Alkānu fizikālās īpašības

Alkāni ir nepolāras molekulas. C1 līdz C4 ir gāzes, C5 līdz C17 ir šķidrumi, un tie, kuru 18 vai vairāk oglekļa atomiem ir cietvielas 298 K temperatūrā. Tā viršanas temperatūra palielinās, palielinoties molekulmasai.

Alkānu ķīmiskās īpašības

Alkāni parasti ir inerti skābēm, bāzēm, oksidētājiem un reducētājiem. Alkāniem notiek tikai aizstājējreakcijas.

Alkānu raksturīgā reakcija ir aizvietošanas reakcija. Aizstāšanas reakciju piemēri ir halogenēšana, nitrēšana un sulfonēšana. Reakcija notiek caur brīvo radikāļu mehānismu.

Halogenēšana

halogenēšana

Nitrēšana

nitrēšana

Dedzināšana

dedzināšana2

Kontrolēta oksidēšanās

oksidēšanās

Izomerizācija 

n-alkāni, karsējot bezūdens alumīnija hlorīda un ūdeņraža hlorīda klātbūtnē, rada sazarotās ķēdes alkānu izomerizāciju.

izomerizācija

Aromatizēšana

aromatizācija

Pirolīze vai plaisāšana: Augstāki alkāni augstākā sildīšanas temperatūrā sadalās zemākajos alkānos, alkēnos un citos.

pirolīze