Szénhidrogének
Alkánok (paraffinok)
Az
alkánok nyíltláncú telített szénhidrogének; (a cikloalkánok zárt, gyűrűs
szénhidrogének) ami azt jelenti, hogy a szénatomok maximális atommal
létesítenek kötést.
Alapvegyületük
a metán: CH4.
Tagjaik
homológsort (ún. metánsor) alkotnak 131f53b , a szénatomszám növekedésével az egymást
követő tagok mindig egy metilén-csoporttal [- CH2 -] különböznek
egymástól.
A homológsor első kilenc tagja:
- metán: CH4
- etán: CH3 - CH3
(C2H6)
- propán: CH3 - CH2
- CH3 (C3H8)
- bután: CH3 - CH2
- CH2 - CH3 (C4H10)
- pentán: CH3 - CH2
- CH2 - CH2 - CH3 (C5H12)
- hexán: CH3 - CH2
- CH2 - CH2 - CH2 - CH3 (C6H14)
- heptán: CH3 - CH2
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3
(C7H16)
- oktán: CH3 - CH2
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2
- CH3 (C8H18)
- nonán: CH3 - CH2
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2
- CH2 - CH3 (C9H20)
- dekán: CH3 - CH2
- CH2 - CH2 - CH2 - CH2 - CH2
- CH2 - CH2 - CH3 (C10H22)
Általános képlet.
- nyíltlánc esetén: CnH2n+2
- gyűrűsök esetén: CnH2n
Alkánok elnevezése
- Triviális név (a kémiai
szerkezetre nem utal)
- Racionális név (utal a kémiai
szerkezetre) - ez az ún. IUPAC elnevezés, a "leghosszabb normális
szénlánc elve": a név alapja a leghosszabb egyenes szénlánc;
feltüntetendő az alkil szubsztituensek száma, neve, helyzete; a név
végződése -án.
(metánból levezethető alkil-csoportok neve:
Képlet
- Összegképlet (nem mutatja a
molekula szerkezetét): C2H6
- Szerkezeti képlet (mutatja a
molekula szerkezetét):
Izoméria
- Szerkezeti (konstitúciós)
izoméria (ha n > 3), láncelágazás található az izomer vegyületekben
Két vagy több egymástól eltérő vegyület, melyeknek összegképlete
megegyezik, az atomok kapcsolódási sorrendje azonban különbözik
(szerkezetük eltérő).
- Konformációs izoméria
(gyűrűsöknél!)
- Optikai izoméria
Fizikai tulajdonságok
- Apolárisak.
- Molekulatömegükhöz képest is
alacsony az olvadás- és a forráspontjuk, mely a moláris tömeg növekedésével
nő! Ismertebb képviselőik halmazállapota:
-
- A víznél még a szilárd
halmazállapotúak is kisebb sűrűségűek.
- Színtelenek (kivéve a konjugált
poliéneket), szagtalanok vagy jellegzetes szagúak.
- Vízben gyakorlatilag
oldhatatlanok.
Előállítás
- Alkének hidrogénezésével
R - CH = CH2 + H2 
R
- CH2 - CH3
(kat. 
katalizátor:
platina, palládium, nikkel; R- alkil-csoport;
R - CH = CH2 alkén)
- Reduktív dehalogénezés
R - I + 2H' 
R
- H + H - I
(R - H alkil-jodid;
R - H alkán;
H - I hidrogén-jodid)
Kémiai tulajdonságok
- Kevéssé reakcióképes (par affinis -
"kevéssé reakcióképes" )
- Jellemző reakciója a SZUBSZTITÚCIÓ
(olyan reakció, melyben valamely vegyület egyik atomjának vagy
atomcsoportjának helyébe egy másik atom vagy atomcsoport lép).
- Metán hőbontása
2CH4 
C2H2 + 3H2
- Vízgőz reakció
CH4 + H2O 
CO
+ 3H2 (1000°C)
- Oxidáció
Éghetők, nem kormozó lánggal
CH4 + 2O2 
CO2
+ 2H2O
2CnH2n+2 + (3n+1)O2 2nCO2
+ (2n+2)H2O
- Krakkolás
Olyan hőbontási eljárások, amelyek segítségével a nagyobb molekulájú
szénhidrogéneket kisebb molekulájú szénhidrogénekké alakítják át.
CH3 - CH2 - CH2 - CH2 - CH3
CH3 - CH2 - CH3 + CH2 = CH2
- Előfordulás
- Kőolaj
- Földgáz
gáz
folyadék