Uvod
Alkani su klasa ugljikovodika koji sadrže samo jednostruke kovalentne veze između ugljikovih atoma. Oni su najjednostavniji organski spojevi i predstavljeni su općom formulom CnH2n+2. Alkani su također poznati kao parafini zbog nedostatka reaktivnosti. Općenito su nereaktivni i ne sudjeluju u mnogim kemijskim reakcijama. Najjednostavniji alkan je metan koji sadrži samo jedan atom ugljika i četiri atoma vodika.
Struktura alkana
Alkani se obično predstavljaju kao linearni lanac ugljikovih atoma, s vodikovim atomima vezanim za ugljikove atome. Atomi ugljika u alkanu su tetraedarske strukture s veznim kutovima od približno 109,5 stupnjeva. Atomi ugljika međusobno su povezani jednostrukim kovalentnim vezama. Budući da su ugljik-ugljik veze jednostruke veze, molekule alkana su vrlo fleksibilne i mogu se okretati oko ugljik-ugljik veza.
Fizička svojstva alkana
Fizikalna svojstva alkana uvelike su određena veličinom molekule i jakošću međumolekulskih sila. Alkani su općenito nepolarni i imaju relativno niska vrelišta i tališta. Vrelište i talište rastu s veličinom molekule i snagom međumolekulskih sila. Alkani su također relativno netopljivi u vodi zbog svoje nepolarne prirode. Međutim, oni su topljivi u nepolarnim otapalima kao što su heksan i benzen.
Kemijska svojstva alkana
Alkani su općenito nereaktivni zbog jakosti veza ugljik-ugljik i ugljik-vodik. Međutim, pod određenim uvjetima, alkani mogu proći različite kemijske reakcije. Najčešće reakcije alkana su izgaranje, halogeniranje i krekiranje.
Izgaranje je najpoznatija reakcija alkana. Alkani izgaraju u prisutnosti kisika i proizvode ugljični dioksid i vodu. Ova reakcija je vrlo egzotermna i oslobađa veliku količinu energije u obliku topline.
Halogeniranje je reakcija u kojoj halogeni poput klora i broma reagiraju s alkanima da bi proizveli halogenirane alkane. Ova reakcija se koristi za pripremu raznih korisnih spojeva kao što su kloroform i ugljikov tetraklorid.
Krekiranje je proces u kojem se velike molekule alkana razgrađuju na manje molekule. To se postiže zagrijavanjem alkana na visokim temperaturama i tlakovima. Rezultirajuće manje molekule koriste se za proizvodnju raznih korisnih spojeva kao što su benzin i dizelsko gorivo.
Primjeri alkana
Prva četiri alkana – metan, etan, propan i butan – su plinovi na sobnoj temperaturi. Alkani s pet do sedamnaest ugljikovih atoma su tekućine na sobnoj temperaturi, a alkani s osamnaest ili više ugljikovih atoma su krutine.
Metan je najjednostavniji alkan, s formulom CH4. To je plin bez boje i mirisa koji je glavna komponenta prirodnog plina. Etan ima formulu C2H6 i koristi se kao gorivo za industrijske procese. Propan je alkan s tri ugljikova atoma formule C3H8 i obično se koristi kao gorivo za kuhanje i grijanje. Butan je alkan s četiri ugljika formule C4H10 i koristi se kao gorivo za upaljače i peći za kampiranje.
Zaključak
Zaključno, najjednostavniji alkan je metan, plin bez boje i mirisa koji je glavna komponenta prirodnog plina. Alkani su najjednostavniji organski spojevi i predstavljeni su općom formulom CnH2n+2. Općenito su nereaktivni i ne sudjeluju u mnogim kemijskim reakcijama. Međutim, alkani pod određenim uvjetima mogu proći kroz različite kemijske reakcije. Najčešće reakcije alkana su izgaranje, halogeniranje i krekiranje.