Alkani

Izvor: Wikipedija
Skoči na: orijentacija, traži

Alkani su aciklički zasićeni ugljikovodici.

Homologni niz[uredi VE | uredi]

Opća formula homolognog niza alkana je CnH2n+2, a članovi (izuzevši metan) se razlikuju po skupini CH2. Od pentana nadalje, imena im se izvode iz grčkih brojeva uz nastavak -an (pentan, heksan, heptan, oktan, nonan, dekan...).

Redni broj Ime Molekulska formula Sažeta strukturna formula
1. metan CH4 CH4
2. etan C2H6 CH3 - CH3
3. propan C3H8 CH3 - CH2 - CH3
4. butan C4H10 CH3 - CH2 - CH2 - CH3
5. pentan C5H12 CH3 - (CH2)3 - CH3
6. heksan C6H14 CH3 - (CH2)4 - CH3
7. heptan C7H16 CH3 - (CH2)5 - CH3
8. oktan C8H18 CH3 - (CH2)6 - CH3
9. nonan C9H20 CH3 - (CH2)7 - CH3
10. dekan C10H22 CH3 - (CH2)8 - CH3


Svojstva[uredi VE | uredi]

Fizička[uredi VE | uredi]

Fizička svojstva alkana ovise o broju i rasporedu atoma ugljika u molekuli.

Agregatno stanje:

Vrelište im raste s porastom relativne molekularne mase, a pada s većim stupnjem razgranatosti lanca.

Kao i ostali organski spojevi ne otapaju se u vodi, a dobro se otapaju u organskim otapalima.


Kemijska[uredi VE | uredi]

Alkani nisu kemijski aktivni - pri standardnim uvjetima ne reagiraju s kiselinama, bazama ni jakim oksidacijskim sredstvima.

Zapaljeni na zraku gore, pri čemu nastaje ugljikov(IV) oksid i voda.

Piroliza alkana nastaje kada zagrijavamo alkane bez prisustva zraka. Pri pirolizi metan i etan se razlažu na ugljik i vodik, a ostali alkani na manje organske spojeve.

Reagiraju samo s halogenim elementima, i to samo uz prisustvo vidljive svjetlosti. Događa se reakcija supstitucije (zamjene), pri kojoj se atomi vodika zamjenjuju s atomima halogenih elemenata te nastaje odgovarajući halogenovodik npr.:

CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 → CH2Cl2 + HCl
CH2Cl + Cl2 → CHCl3 + HCl
CHCl + Cl2 → CCl + HCl

U prvoj reakciji, osim klorovodika, nastaje klormetan, u drugoj diklormetan, u trećoj triklormetan, a u četvrtoj tetraklormetan.

Strukturna izomerija[uredi VE | uredi]

Strukturna izomerija je pojava dva ili više spoja imaju jednaku molekulsku formulu i molekulsku masu, ali se razlikuju po rasporedu atoma (a time i svojstvima). Pentan, primjerice, ima tri strukturna izomera:

normalni pentan (n-pentan):

  CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3

izopentan (i-pentan):

  CH3 - CH2 - CH - CH3
              |
              CH3

neo-pentan:

        CH3
        |
  CH3 - C - CH3
        |
        CH3

Naziv "neo-pentan" je iznimka - inače svi razgranati strukturni izomeri nekog alkana imaju prefiks -izo.

Butan ima samo dva izomera: nerazgranati (n-butan) i razgranati (izobutan).

Nazivlje[uredi VE | uredi]

Općeprihvaćeno je nazivlje prema IUPAC-u, koje se utvrđuje po skupu pravila:

  1. Određuje se najduži lanac atoma C u spoju - ovisno o broju atoma C u lancu, određuje se "glavni" naziv (npr. butan), koji se piše na kraju.
  2. Numeriraju se atomi C, vodeći računa o smjeru brojanja: atomi C koji na sebe imaju vezan neki drugi atom ili skupinu atoma trebaju dobiti što manji mogući broj. Pri tome se atomi vodika ne računaju.
  3. Izvodi se naziv spoja: prvo se napiše broj atoma C na koji je vezan atom ili skupina atoma, a zatim naziv tog atoma ili skupine. Nazivi atoma ili skupina navode se abecednim redom, a između elemenata (brojevi te nazivi atoma ili skupina) pišu se povlake. Ako su na jedan atom C vezana dva ili više atoma (ili skupina), broj tog atoma se piše dva (ili više) puta, brojevi se odvajaju zarezom, a nazivu atoma ili skupine dodaje se prefiks - grčki broj atoma ili skupine.

Primjer:

              Br
              |
  CH3 - CH2 - C - CH3
              |
              Br
  1. Postoji samo jedan mogući lanac atoma C, pa to nije problem. U lancu postoje četiri atoma C, pa znamo da se radi o butanu.
  2. Treći atom C slijeva bi trebao dobiti što manji broj (jer na sebe ima vezana dva atoma). Zato brojimo atome C zdesna.
  3. Na drugi atom C vezana su dva atoma broma. Zato pišemo broj 2, ali dva puta (jer su na tom atomu C dva atoma broma), povlaku te "dibrom". Butan se piše na kraju, spojeno s ostatkom naziva (bez povlake). Dakle, naziv ovog alkana prema IUPAC-u je 2,2-dibrombutan.

Skupine atoma vezane za atome ugljika često će biti alkili.


U G LJ I K O V O D I C I
aciklički ciklički
ZASIĆENI NEZASIĆENI KARBOCIKLIČKI HETEROCIKLIČKI
alkani alkeni
alkini
zasićeni nezasićeni aromatski
cikloalkani cikloalkeni areni