Alcani si izoalcani

Alcani si izoalcani

Alcanii sun hidrocarburi saturate aciclice formate din catene de atomi de carbon uniti intre ei prin legaturi simple. Celelalte valente sunt satisfacute de atomi de H. In moleculele alcanilor apar numai legaturi . Formula generala a alcanilor este C_nH_2n+2. Alcanii se clasifica in:

alcani normali, in care lantul atomilor de C este liniar;

izoalcani, in care lantul atomilor de C este ramificat.

Denumirea alcanilor se face prin adaugarea sufixului an la un prefix care desemneaza numarul atomilor de C din molecula, in limba greaca. Exceptie fac primii patru alcani din seria omologa (metan, etan, propan, butan). Pentru hidrocarburile cu doua grupe metil la sfarsitul unei catene liniare se foloseste prefixul izo- la numele hidrocarburii, iar cand catena este ramificata cu trei grupe metil la unul din capetele catenei se foloseste prefixul neo-.

Izoalcanii se denumesc prin numerotarea catenei celei mai lungi, in asa fel incat substituientii sa aiba cele mai mici numere. Substituientii se pot citi in ordine alfabetica sau in ordinea cresterii complexitatii lor.

Radicalii se denumesc prin inlocuirea sufixului an cu: -il in cazul radicalilor monovalenti;
-iliden in cazul radicalilor divalenti cu cele doua valente libere la acelasi atom de carbon; -ilen in cazul radicalilor divalenti cu cele doua valente libere la doi atomi de carbon vecini; -in in cazul radicalilor trivalenti.

Proprietati chimice

Alcanii sunt substante organice cu reactivitate scazuta datorita pe de o parte prezentei in molecula a legaturilor relativ puternice C-C si C-H si pe de alta parte faptului ca sunt compusi saturati. La temperatura de 25^oC manifesta inertie chimica. Reactivitatea alcanilor se manifesta in conditii speciale.

a.       Reactii de substitutie - un atom de H este inlocuit de un alt atom sau grupare de atomi.

a₁. Reactia de halogenare poate fi declansata termic, fotochimic sau catalitic. De exemplu clorurarea metanului conduce la obtinerea unui amestec de derivati clorurati:

a₂. Reactia de nitrare se realizeaza la temperaturi ridicate, in faza gazoasa. Grupa nitro se poate lega la oricare din atomii de C din catena. In conditiile energice ale reactiei se pot obtine, datorita scindarii catenei alcanului si nitroderivati ai omologilor inferiori ai alcanului supus nitrarii.

b. Descompunerea termica a alcanilor cu doi sau mai multi atomi de C in molecula se realizeaza la temperaturi a caror valori sunt invers proportionale cu lungimea catenei. In timpul acestui proces se produce ruperea unor legaturi C-C rezultand un amestec complex de alcani si alchene inferioare (reactie de cracare) precum si reactii de dehidrogenare.

La temperatura de 1200^oC alcanii sufera un proces de dehidrogenare obtinandu-se negrul de fum:

c. Dehidrogenarea consta in eliminarea atomilor de hidrogen, in anumite conditii de temperatura si in prezenta catalizatorilor, rezultand hidrocarburi nesaturate:

d) Reactia de izomerizare se desfasoara la temperatura, in prezenta catalizatorilor si conduce la izoalcanii corespunzatori:

e) Reactia de oxidare se desfatoara in conditii diferite, in functie de care se pot obtine alcooli, aldehide sau acizi organici

Oxidarea totala pune in libertate o cantitate mare de energie si de aceea alcanii sunt utilizati drept combustibili.