Definiție și serie omoloagă

Alcanii sunt hidrocarburi aciclice saturate, care conțin doar legături simple de tip σ (sigma) între atomii de carbon și hidrogen. Formula lor generală este CnH2n+2, unde n reprezintă numărul de atomi de carbon.

Primii patru alcani au denumiri consacrate: metan (CH₄), etan (C₂H₆), propan (C₃H₈) și butan (C₄H₁₀). Pentru restul alcanilor, denumirea se formează prin adăugarea sufixului "-an" la rădăcina care indică numărul de atomi de carbon: pentan, hexan, heptan, etc.

Alcanii pot forma izomeri, adică compuși cu aceeași formulă moleculară, dar structuri diferite. De exemplu, butanul (C₄H₁₀) are doi izomeri: n-butan cu catenă liniară și izobutan cu catenă ramificată. Cu cât crește numărul de atomi de carbon, cu atât crește și numărul posibil de izomeri - pentanul are 3 izomeri, iar un alcan cu 10 atomi de carbon are 75 de izomeri!

⭐ Pont pentru memorare: Formula generală CnH2n+2 îți spune direct câți atomi de hidrogen conține un alcan - dublul numărului de atomi de carbon, plus încă doi!

Proprietăți și reacții ale alcanilor

Starea de agregare a alcanilor variază în funcție de numărul de atomi de carbon: primii 4 alcani $C₁-C₄$ sunt gazoși la temperatura camerei, cei cu 5-17 atomi de carbon sunt lichizi, iar cei cu peste 17 atomi de carbon sunt solizi.

Punctele de fierbere și de topire cresc odată cu masa moleculară, iar densitatea lor rămâne mai mică decât cea a apei, motiv pentru care alcanii plutesc pe suprafața apei (gândește-te la petrol care plutește pe mare).

Alcanii sunt compuși puțin reactivi datorită stabilității legăturilor sigma, fiind cunoscuți și ca "parafine" (cu puțină afinitate). Totuși, ei participă la reacții de substituție, în care atomii de hidrogen sunt înlocuiți cu alți atomi sau grupe. Cea mai importantă este halogenarea - reacția cu halogeni (Cl₂, Br₂) pentru a forma derivați halogenați.

În timpul clorurării metanului, se obțin succesiv clorometan (CH₃Cl), diclorometan (CH₂Cl₂), cloroform (CHCl₃) și tetraclorură de carbon (CCl₄). La alcanii mai mari, pot rezulta izomeri de poziție - de exemplu, propanul poate forma 1-cloropropan sau 2-cloropropan.

🔥 Important de reținut: Atomii de hidrogen terțiari (legați de un carbon care mai are legat alți trei atomi de carbon) sunt cei mai reactivi în reacțiile de substituție, urmate de cei secundari și apoi de cei primari!