Nomenklatura
Otrzymywanie
Właściwości fizyczne
Właściwości chemiczne
Zastosowanie


ALKANY



Alkany(parafiny) są to węglowodory łańcuchowe, zawierające wią
zanie pojedyncze węgiel-węgile, o wzorze ogólnym szeregu homologicznego

gdzie n=1 dla pierwszego homologu, n=2 dla drugiego homologu itd.


1.Nomenklatura:

a).alkany nierozgałęzione:
-pierwsze cztery nierozgałęzione alkany mają następujące nazwy: metan, etan, propan, butan:


-nazwy wyższych nierozgałęzionych członów szeregu homologicznego tworzy się z rdzenia liczebników greckich bądź łacińskich i przyrostka -an opuszczając końcówkę "a" z nazwy liczebnika np.alkan zawierający osiem atomów węgla w cząsteczce nazywa się oktan ( od liczebnika okta-) itd. np.:



b).alkany rozgałezione:

-jako strukturę podstawową wybiera się najdłuższy łańcuch węglowy, a w przypadku gdy kilka łańcuchów zawiera tę samą liczbę atomów węgla - łańcuch zawierający najwięcej łńcuchów bocznych, uważanych za podstawniki;

-atomy węgla w łańcuchu podstawowym numeruje się tak, aby atom węgla, przy którym znajduje się podstawnik;
-jeżeli takie same grupy alkilowe występują w cząsteczce kilka razy jako łańcuchy boczne, to liczbę tych grup określa się przedrostkiem di-, tri- ,tetra- itd.;
-pozycje każdego podstawnika wskazuje się za pomocą odpowiednich liczb;
-jeżeli do łańcucha podstawowego dołączonych jest kilka różnych grup alkilowych to wymienia się je kolejno w porządku alfabetycznym;
-nazwy podstawników tworzy się z nazwy węglowodoru przez zamianę końcówki -an na -yl np.



powrót

2..Otrzymywanie:

a).destylacja ropy naftowej
b).synteza z pierwiastków;

c).uwodornienie węglowodorów nienasyconych np.



d).redukcja halogenków alkilów, w tym:
-reakcja Wurtza polegająca na działaniu metalicznym sodem na fluorowcopochodne alkanów w wyniku których powstaje łańcuch węglowodorowy będący produktem złączenia się obu grup alkilowych. (reakcja dobudowy łańcucha) np



-hydroliza odczynnika Grignarda z wodą lub innym słabym kwasem - reakcja zachodzi
w środowisku eteru;
-redukcja metalem w środowisku kwasowym;
e).reakcja halogenków alkilów ze związkami metaloorganicznymi;
f).ogrzewanie octanu sodu z wodorotlenkiem sodu np.:

g).reakcja węgliku glinu z kwasem solnym np.:


powrót

3.Właściwości fizyczne:

Właściwości fizyczne alkanów zależne są od liczby atomów węgla w cząsteczce; pierwsze człony szeregu homologicznego C1 - C4 są gazami, C5 - C16 cieczami a wyższe ciałami stałymi. Nie rozpuszczaja się w wodzie, rozpuszczają się w eterze, benzenie i innych rozpuszczalnikach organicznych z powodu małej różnicy w elektroujemności węgla i wodoru. Temperatura wrzenia i topnienia zależy od budowy łańcucha-węglowodory o łańcuchu rozgałęzionym mają niższe temperatury wrzenia a wyższe temperatury topnienia od izomerycznych węglowodorów normalnych.
Alkany mają budowę przestrzenną. Każdy atom węgla jest po hybrydyzacji sp3. Kąty pomiędzy wiązaniami wynoszą 109°28``. Tworzone wiązania są wiązaniami sigma(s). Są to wiązania trwałe, które umożliwiają obrót atomów wokół osi wiązania. Dzięki temu atomy ulegają nieustannej rotacji zmieniając swe położenie względem siebie. Orbitale walencyjne węgla 1s i 3p ulegają hybrydyzacji sp3. W wyniku hybrydyzacji powstaję cztery równo cenne hybrydy sp rozmieszczone w przestrzeni względem siebie pod kątem 109°28``. Hybrydy te tworzą wiązanie chemiczne poprzez nałożenie się z orbitalami walencyjnymi wodoru:

powrót

4.Właściwości chemiczne:

Reaktywność węglowodorów nasyconych jest stosunkowo niewielka, gdyż
wykazują one odporność na stężone kwasy i ługi a nawet silne utleniacze; są palne.
Ulegają następującym reakcjom:

a).reakcja substytucji (podstawiania)  tylko z chlorowcami w obecności światła:



 Mechanizm tego procesu przedstawia się następująco:



b).reakcja spalania alkanów - są one  egzotermiczne, ale wymagają dostarczenia energii w celu ich zapoczątkowania:
- spalanie całkowite np.



-półspalanie np.:



-spalanie niecałkowite np.:



c).reakcja pirolizy (kraking)
- jest to reakcja mająca na celu rozkład cząsteczek węglowodorów na mniejsze cząsteczki.Reakcja ta przebiega w temperaturze 400-600°C  w obecności katalizatora i prowadzi do alkanów o mniejszych cząsteczkach oraz alkenów;

d).
nie reagują z roztworem nadmanganianu potasu  i  wodą bromową.
powrót

5.Zastosowanie:

Alkany są stosowane:

a).jako składniki paliw:
-metan znalazł zastosowanie gospodarcze jako paliwo gazowe;
-"gaz płynny", czyli mieszanina propanu i butanu, stosowany jest jako paliwo turystyczne i paliwo do silników spalinowych;
- cięższe węglowodory są stosowane powszechnie w postaci benzyn lub olejów napędowych do silników benzynowych i dieslowskich;
Produktem spalania paliw jest dwutlenek węgla. Wzrost ilości źródeł emisji dwutlenku węgla powoduje, że jego zawartość w atmosferze ziemskiej zwiększa się.  Dwutlenek węgla łatwo absorbuje promieniowanie podczerwone, emitowane przez Słońce, co prowadzi do wzrostu temperatury na Ziemi. Zjawisko to nazwane zostało "efektem cieplarnianym". Efekt cieplarniany jest to więc skrótowa nazwa zmian klimatu spowodowanych zwiększeniem się stężeń zanieczyszczeń w atmosferze absorbujących promieniowanie podczerwone. Należą do nich ditlenek węgla, węglowodory np. metan i jego ppochodne.
b).jako surowce w wielu syntezach organicznych np.do przerobu na węglowodory nienasycone oraz jako składnoki rozpuszczalników;
c).jako materiały energetyczne;
d).w zapalniczkach;
e).do znieczuleń;
f).do wyrobu farb, gum, kauczuku i barwników.
powrót


powrót do stony głównej