Алкан
Алкани — јаглеводороди во чија молекула се содржат само единечни ковалентни врски, како меѓу јаглеродните и водородните атоми, така и меѓу самите јаглеродни атоми. Алканите се нарекуваат и заситени јаглеводороди, бидејќи не можат да содржат повеќе водород отколку што веќе содржат во молекулата. Како резултат на тоа што сите атоми во алканите се сврзани со единечни врски, следува дека јаглеродните атоми во нив се sp3 хибридизирани.
Изомерија кај алканите
Алканите не содржат функционални групи, па затоа единствен вид структурна изомерија е изомеријата на низата. Овој тип изомерија започнува од бутанот, кај кој постојат две различни соединенија со молекулска формула C4H10. Се разликуваат нормални и разгранети алкани. Во молекулите на нормалните алкани, јаглеродните атоми се поврзани во една права, континуирана низа, како кај октанот. Оние, пак, алкани во чијашто молекула јаглеродните атоми се поврзани со алкил групи се разгранети алкани. Притоа, јаглеродниот атом кој е поврзан со три или четири други такви атоми е точка на разгранување. Пример за разгранет алкан е изобутанот кој има три јаглеродни атоми во правата (главна) низа и CH3 алкил група.
Друг тип изомерија што постои кај алканите е конформациона стереоизомерија.Овој вид изомерија се јавува поради можноста за ротација на атомите или атомските групи околу единечната врска, а како резултат на тоа тие заземаат различни положби едни во однос на други во просторот.На пример, водродните атоми зврзани на различните јаглеродни атоми во етенот можат да се најдат еден зад друг, или пак дијагонално еден во однос на друг.
И нормалните, а и разгранетите алкани имаат општа молекулска формула CnH2n+2. Средните јаглеродни атоми кај алканите се поврзани со најмалку 2 водородни атоми, што го објаснува 2n од претходниот израз. Крајните јаглеродни атоми кај алканите се поврзани со уште еден водороден атом, па затоа и +2 во изразот.
Хомолошката низа на алканите составени од еден до десет јаглеродни атоми е следната:
Табела на алкани
| Алкан | Формула | Точка на вриење[б 1] [°C] | Точка на топење[б 1] [°C] | Густина[б 1] [кг/м3] (при 20 °C) | Изомери[б 2] |
|---|---|---|---|---|---|
| Метан | CH4 | −162 | −182 | 0,656 (гас) | 1 |
| Етан | C2H6 | −89 | −183 | 1,26 (гас) | 1 |
| Пропан | C3H8 | −42 | −188 | 2,01 (гас) | 1 |
| Бутан | C4H10 | 0 | −138 | 2,48 (гас) | 2 |
| Пентан | C5H12 | 36 | −130 | 626 (течен) | 3 |
| Хексан | C6H14 | 69 | −95 | 659 (течен) | 5 |
| Хептан | C7H16 | 98 | −91 | 684 (течен) | 9 |
| Октан | C8H18 | 126 | −57 | 703 (течен) | 18 |
| Нонан | C9H20 | 151 | −54 | 718 (течен) | 35 |
| Декан | C10H22 | 174 | −30 | 730 (течен) | 75 |
| Ундекан | C11H24 | 196 | −26 | 740 (течен) | 159 |
| Додекан | C12H26 | 216 | −10 | 749 (течен) | 355 |
| Тридекан | C13H28 | 235 | −5,4 | 756 (течен) | 802 |
| Тетрадекан | C14H30 | 253 | 5,9 | 763 (течен) | 1858 |
| Пентадекан | C15H32 | 270 | 10 | 769 (течен) | 4347 |
| Хексадекан | C16H34 | 287 | 18 | 773 (течен) | 10.359 |
| Хептадекан | C17H36 | 303 | 22 | 777 (цврст) | 24.894 |
| Октадекан | C18H38 | 317 | 28 | 781 (цврст) | 60.523 |
| Нонадекан | C19H40 | 330 | 32 | 785 (цврст) | 148,284 |
| Икозан | C20H42 | 343 | 37 | 789 (цврст) | 366.319 |
| Триаконтан | C30H62 | 450 | 66 | 810 (цврст) | 4.111.846.763 |
| Тетраконтан | C40H82 | 525 | 82 | 817 (цврст) | 62.481.801.147.341 |
| Пентаконтан | C50H102 | 575 | 91 | 824 (цврст) | 1.117.743.651.746.953.270 |
| Хексаконтан | C60H122 | 625 | 100 | 829 (цврст) | 2,21587345357704×1022 |
| Хептаконтан | C70H142 | 653 | 109 | 869 (цврст) | 4,71484798515330×1026 |
Физички својства
Сите алкани се безбојни.[1][2] Алканите со најмала молекулска тежина се гасови, оние со средна се во течна, а тие со поголема молекулска тежина се во цврста агрегатна состојба.[3][4]
Добивање на алканите
Постојат повеќе начини за добивање на алканите. Некој од нив се наведени подолу:
- Хидрогенизација (адиција на водород) на незаситени јаглеводороди
- Вирцова синтеза — реакција меѓу алкил и халоген (RX) и натриум,
- Грињаров реагенс — алкил-магнезиумови халогениди (RMgX). Тие лесно хидролизираат на алан и магнезиум хдроксид халогенид.
Поврзано
- Список на алкани