Alkani
Izvor: Wikipedija
Alkani su aciklički zasićeni ugljikovodici.
Sadržaj |
[uredi] Homologni niz
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 |
[uredi] Svojstva
[uredi] Fizička
Fizička svojstva alkana ovise o broju i rasporedu atoma ugljika u molekuli.
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.
[uredi] Kemijska
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.:
U prvoj reakciji, osim klorovodika, nastaje klormetan, u drugoj diklormetan, u trećoj triklormetan, a u četvrtoj tetraklormetan.
[uredi] Strukturna izomerija
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 - CH - 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).
[uredi] Nazivlje
Općeprihvaćeno je nazivlje prema IUPAC-u, koje se utvrđuje po skupu pravila:
- 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.
- 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.
- 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
- Postoji samo jedan mogući lanac atoma C, pa to nije problem. U lancu postoje četiri atoma C, pa znamo da se radi o butanu.
- Treći atom C slijeva bi trebao dobiti što manji broj (jer na sebe ima vezana dva atoma). Zato brojimo atome C zdesna.
- 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 | |||
