alcani sau hidrocarburi saturate se caracterizează prin faptul că au în structura lor doar legături covalente simple. Aceasta înseamnă că atomii de carbon prezenți în aceste specii sunt legați de numărul maxim de atomi de hidrogen cu care este posibil ca aceștia să formeze legături, din acest motiv sunt cunoscuți ca saturat.
În universul chimiei organice, alcanii, cunoscuți și ca parafine, sunt considerate specii destul de abundente și foarte importante, aparținând grupului de hidrocarburi alifatice (cum ar fi hidrocarburile nesaturate)..
Cea mai simplă hidrocarbură saturată care se poate forma este luată ca exemplu: metanul, un compus găsit în faza gazoasă în condiții ambientale standard (25 ° C și atm), a cărui formulă este CH4.
După cum se poate observa, singurul atom de carbon prezent în această moleculă are patru legături simple, una cu fiecare atom de hidrogen..
Alchenele și alchinele au utilizări comerciale importante, ca în cazul etilenei și propilenei; dar sunt și compuși mai reactivi decât hidrocarburile saturate, ceea ce le face să aibă o gamă largă de reacții care apar din alchene și alchine comune..
Indice articol
Pentru a denumi corect alcani sau hidrocarburi saturate, primul lucru de reținut este că, conform IUPAC (Uniunea Internațională de Chimie Pură și Aplicată), nu ar trebui aplicată nomenclatura sistematică pentru cei mai simpli patru alcani..
Acești compuși au formula generală CnH2n + 2, unde valoarea lui n poate fi doar numere întregi pozitive (n = 1,2, ...), iar acestea sunt denumite folosind prefixul corespunzător numărului de atomi de carbon și se adaugă sufixul -an.
Deci, primele patru molecule saturate sunt: metan (CH4), etan (CDouăH6), propan (C3H8) și butan (C4H10).
Pentru a începe cu nomenclatura alcanilor care au între cinci și zece atomi de carbon, numărul acestor atomi care sunt prezenți în cel mai lung lanț este numărat, atâta timp cât este continuu.
În plus, în cazul în care un atom de hidrogen este scăzut dintr-un alcan, acesta devine un substituent, adică un grup a cărui terminație este modificată -an pentru -ilo. De exemplu, metanul (CH4) ar deveni metil (-CH3) și similar cu celelalte molecule.
Luând în considerare ceea ce sa afirmat până acum și adăugând că numărul trebuie întotdeauna început cu atomul de carbon care are cel mai apropiat substituent, este indicată poziția substituentului urmată de numele alcanului..
Astfel, compusul de mai sus se numește 3-metilpentan.
În mod similar, alcanii cu lanț ramificat au aceeași formulă generală ca și cei liniari, dar cu n> 2. Astfel, de fiecare dată când unul sau mai mulți atomi sau grupuri de atomi înlocuiesc unul sau mai mulți atomi de hidrogen, trebuie indicată localizarea acestor substituenți..
Dacă există mai multe ramuri ale grupurilor de același tip alchil, expresiile a dat-, tri- sau tetra- pentru a indica cantitatea acestor substituenți, precedată de indicarea pozițiilor lor și care se termină cu numele alcanului.
În cazul în care substituenții sunt diferiți, aceștia sunt denumiți în ordine alfabetică și pot avea, de asemenea, substituenți necarbonici, cum ar fi clorul (Cl) sau nitro (NODouă).
În toate cazurile, pentru a număra numerele de carbon ale lanțului principal, cel mai mic număr este dat carbonului care este legat de cel mai mic substituent în ordinea alfabetică și continuă în acea direcție.
Hidrocarburi saturate de tip ciclic, mai cunoscute sub numele de cicloalcani au formula generală CnH2n, unde n = 3,4, ...
În aceste molecule organice, atomii de carbon care o compun sunt dispuși într-un mod închis, adică structura lor formează un inel.
Pentru a denumi aceste specii, sunt urmate liniile directoare descrise mai sus pentru alcani liniari și ramificați, adăugând doar prefixul ciclu-. La fel, ciclopropanul (C3H6) ca cel mai simplu cicloalcan.
În mod similar, aceste molecule pot conține mai mult de un inel integrat în lanțul lor principal, cu un minim de trei atomi de carbon și chiar formând structuri foarte complexe..
Hidrocarburile saturate au principala caracteristică de a forma legături simple între atomii lor, ceea ce le face un grup foarte mare de molecule și le conferă proprietăți destul de specifice așa cum se detaliază mai jos:
Structura moleculelor de alcan produce modificări ale proprietăților lor fizice și chimice, datorită conformației celor patru legături pe care le poate forma carbonul..
Aceasta înseamnă că, în ciuda faptului că în aceste molecule carbonul are o hibridizare de tip sp3, unghiurile dintre atomii lor adiacenți pot varia în funcție de tipul de atom.
Pentru a o explica mai precis, cicloalcanii au unghiuri de torsiune care le conferă o caracteristică unică numită stereochimie, care poate afecta energiile moleculei și alți factori inerenți acesteia, cum ar fi conferirea ei de proprietăți spectroscopice și optice..
Hidrocarburile saturate prezintă o reactivitate destul de scăzută la speciile ionice și la alte specii polare. În același timp, acestea nu au practic nicio interacțiune cu substanțele acide și alcaline..
Alcanii sunt considerați neconductori, deoarece au o polaritate practic nulă în prezența unui câmp electric. Astfel, legăturile de hidrogen nu pot fi formate pentru a permite solubilitatea sa în solvenți polari..
Deci sunt practic solubili în toți solvenții nepolari, fiind nemiscibili cu solvenții polari precum apa..
În hidrocarburile saturate, interacțiunile intermoleculare apar din cauza forțelor van der Waals, în care interacțiunile mai puternice se traduc în puncte de fierbere mai mari..
O tendință similară este observată pentru punctele de topire, dar aceasta se datorează capacității de ambalare a moleculei..
Deoarece aceste interacțiuni sunt direct legate de greutatea moleculară a speciei, cu atât mai mare este molecula punctele sale de fierbere și topire vor fi mai mari..
Astfel, având o structură mai rigidă care le conferă un plan de contact intermolecular, cicloalcanii au puncte de fierbere și de topire mai mari decât alcanii lor liniari corespunzători..
Metan: Este un gaz incolor și inodor care apare abundent în natură și ca produs al anumitor activități umane. Metanul este cel mai simplu membru al alcanilor și se numără printre cele mai puternice dintre gazele cu efect de seră (Encyclopædia Britannica, 2017).
Etan: este un gaz care se găsește în principal în gazele naturale și este utilizat în amestecuri cu alte gaze pentru a produce combustibili.
Propan: este un gaz incolor, care se găsește în gazele naturale și este folosit ca combustibil în case și industrii. Formula chimică a propanului este C3H8 iar formula extinsă este CH3CHDouăCHDouă (Formula propanului, S.F).
Butan: o n-butanul este unul dintre zecile de gaze extrase din gazul natural brut și poate fi produs și din țiței. N-butanul este un gaz multifuncțional incolor. Butanul poate fi utilizat pentru încălzire, răcire și combustibil mai ușor.
N-pentan: este un lichid incolor limpede cu miros asemănător petrolului. Pentanul se găsește în băuturile alcoolice și în uleiul de hamei. Acest alcan este o componentă a unor combustibili și este utilizat ca solvent special în laborator..
N-hexan: Este un lichid transparent incolor cu miros asemănător petrolului. Găsit în citrice, este folosit pentru a extrage uleiuri comestibile din semințe și legume, ca solvent special și ca agent de curățare..
N-heptan: Este un lichid transparent incolor cu miros asemănător petrolului. Se găsește în cardamom. Mai puțin dens decât apa și insolubil în apă. Vapori mai grei decât aerul.
N-octan: este un lichid incolor cu miros de benzină. Mai puțin dens decât apa și insolubil în apă. Prin urmare, pluteste pe apa. Produce vapori iritanti.
Clorură de metil: Numit și clorometan, este un gaz incolor. Este cel mai simplu haloalcan, utilizat la fabricarea polimerilor de silicon și la fabricarea altor produse chimice.
Cloroform: este un lichid incolor, mirositor și foarte volatil care a fost utilizat pe scară largă pentru proprietățile sale anestezice. Datorită acestor proprietăți, are reputația de a putea uimi sau lovi oamenii, chiar și atunci când este consumat în doze mici (Filme Chloroformul te scoate cu adevărat la fel de repede precum arată în filme?, 2016).
Tetraclorură de carbon: numit și tetraclorometan, un lichid incolor, dens, foarte toxic, volatil, neinflamabil, care are un miros caracteristic și este folosit ca solvent.
Cloroetan: este un gaz care se condensează sub o ușoară presiune. Cloroetanul este utilizat în principal pentru ameliorarea durerii locale în medicina sportivă (Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie., 2017).
Bromoetan: cunoscut și sub numele de bromură de etil, este un lichid volatil incolor, ușor solubil și mai dens decât apa. Vaporii sunt mai grei decât aerul. Folosit pentru fabricarea produselor farmaceutice și ca solvent.
Izobutan: este un gaz incolor cu un miros slab de petrol. Este livrat sub formă de gaz lichefiat sub presiunea sa de vapori. Contactul cu lichidul poate provoca degerături. Se aprinde ușor.
IzopentanNumit și 2-metilbutan, este un lichid apos incolor cu miros de benzină. Plutește în apă. Produce vapori inflamabili și iritanți (Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie. Baza de date PubChem Compound;, 2017).
2-metilpentan: este un alcan cu lanț ramificat cu formula moleculară C6H14. Este un lichid apos cu miros de benzină care plutește pe apă și produce vapori iritanți.
3, 3-dimetilhexan: găsit în ierburi și condimente. 3, 3-dimetilhexanul este o componentă a Osmanthus fragrans (osmanthus dulce) și a uleiului de ginseng.
2,3-dimetilhexan: găsit în fructe. 2,3-dimetilhexanul este un component volatil al amidonului.
Neopentane: este un lichid mai puțin dens decât apa. Insolubil în apă, dar solubil în alcool (National Center for Biotechnology Information., 2015).
2, 2, 4-trimetilpentan: o Isooctanul este eliberat în mediu prin fabricarea, utilizarea și eliminarea produselor asociate industriei petroliere. 2,2,4-trimetilpentan a pătruns în pielea unei ființe umane și a provocat necroza pielii și a țesutului în mână, necesitând o intervenție chirurgicală (Centrul Național pentru Informații despre Biotehnologie., 2017).
Ciclopropan: Este un gaz incolor cu un miros similar petrolului. Contactul cu lichidul poate provoca degerături. Se poate sufoca din cauza deplasării aerului și are un efect narcotic în concentrație mare.
Ciclobutan: Gaz care se condensează la un lichid la 13 ° C. Insolubil în apă. Solubil în alcool, acetonă și eter.
Ciclopentan: Este un lichid transparent incolor cu miros asemănător petrolului. Mai puțin dens decât apa și insolubil în ea. Vaporii sunt mai grei decât aerul.
Ciclohexan: găsit în cohlrabi. Diluant în amestecuri de aditivi de culoare pentru uz alimentar.
Cicloheptan: este un lichid uleios incolor, insolubil și mai puțin dens decât apa. Inhalarea concentrațiilor mari poate avea un efect narcotic. Folosit pentru fabricarea altor substanțe chimice.
Ciclooctan: este o hidrocarbură policiclică cu nouă atomi de carbon. Insolubil în apă.
Metilciclohexan: Este un lichid transparent incolor cu miros asemănător petrolului. În metilciclohexan, conformația scaunului în care marea grupare metil este ecuatorială este cea mai stabilă și, prin urmare, cea mai populată dintre toate conformațiile posibile (Carey, 2011).
Izopropil ciclohexan: este un lichid incolor găsit în fructe. Izopropil ciclohexanul se găsește în Carica papaya (papaya).
metilciclopentan: este un lichid incolor insolubil și mai puțin dens decât apa. Vaporii pot fi narcotici și iritanți. Metilciclopentanul este izolat din Helianthus annuus (floarea-soarelui).
Norborano: este un alcan biciclic numit și biciclo [2,2,1] heptan cu formula C7H12.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.