Mõistke alkaanide nomenklatuuri ja omadusi

Eelmises arutelus tutvustati meid lühidalt alkaanidega Alkeen alküüd kui alifaatsete süsivesinike rühm, mis koosneb süsinikuaatomitest (C) ja vesinikuaatomitest (H), mis on seotud ja moodustavad avatud ahelad. See võib olla hargnenud või mitte.

Alkaanialkaanidel on ka vastavad erinevused. Kuid seekord mõistame alkaane sügavamalt, alates selle tähendusest, nomenklatuurist kuni füüsikaliste ja keemiliste omadusteni. Milline see olema saab?

Alkaanid, nagu eelnevalt kirjeldatud, on küllastunud avatud ahelaga süsivesinikud, mis sisaldavad süsinik-süsinik üksiksidemeid. Alkaanide üldvalem on

C n H 2n + 2

Alkaanides, C - C ja C - H, moodustub σ side süsiniku sp3 hübriidorbiidi ja vesinikuaatomi 1s orbitaali kombinatsioonil.

Nomenklatuur

IUPAC-i konventsioonile viidates kirjutatakse alkaaniühendite nomenklatuur valemiga: Prefix + Suffix. Kui eesliide tähistab alkaanis sisalduvate süsinikuaatomite arvu. Seejärel lisage järelliide "ana"

(Loe ka: Alkaanide alkeenialküüdid, süsivesinikud, millest peaksime teadma)

Näiteks CH 4 . Süsinikuaatomite arv on üks, seetõttu on eesliide täidetud ja järelliite lisamisel on CH 4 IUPAC-i nimeks   metaan.

Isomeerid

Enam kui kolme süsinikuaatomiga alkaane saab paigutada mitmel viisil, moodustades erinevad struktuursed isomeerid.

Alkaanid võivad näidata ahela isomeere. Näiteks kaks võimalikku C 4 H 10 isomeerid  on:

isomeer2

Alkaanide füüsikalised omadused

Alkaanid on mittepolaarsed molekulid. C1 kuni C4 on gaasid, C5 kuni C17 on vedelikud ja 18 süsinikuaatomiga või enam on tahked ained 298 K juures. Selle keemistemperatuur suureneb molekulmassiga.

Alkaanide keemilised omadused

Alkaanid on tavaliselt hapete, aluste, oksüdeerivate ja redutseerivate ainete suhtes inertsed. Alkaanid läbivad ainult asendusreaktsioone.

Alkaanide iseloomulik reaktsioon on asendusreaktsioon. Asendusreaktsioonide näideteks on halogeenimine, nitreerimine ja sulfoonimine. Reaktsioon toimub vabade radikaalide mehhanismi kaudu.

Halogeenimine

halogeenimine

Nitreerimine

nitritamine

Põlemine

põletamine2

Kontrollitud oksüdatsioon

oksüdeerumine

Isomeerumine 

n-alkaanid kuumutamisel veevaba alumiiniumkloriidi ja vesinikkloriidgaasi juuresolekul põhjustavad hargnenud ahelaga alkaanide isomerisatsiooni.

isomeerumine

Aromatiseerimine

aromatiseerimine

Pürolüüs või krakkimine: kõrgemad alkaanid kõrgemal kuumutamistemperatuuril lagunevad madalamateks alkaanideks, alkeenideks jt.

pürolüüs