آلکان ها چیست؟

هیدروکربن چیست؟

به ترکیباتی که فقط از اتم های کربن و هیدروژن تشکیل شده اند، هیدروکربن می گویند.

انواع هیدروکربن ها:

1. آلکان ها
2. آلکن ها
3. آلکین ها

در این مقاله به آموزش اولین دسته از هیدروکربن ها به نام آلکان ها می پردازیم.

فرمول آلکان ها :

فرمول کلی هیدروکربن ها به صورت  است. یعنی در هر هیدروکربن تعدای اتم کربن با پیوند کووالانسی به تعدادی اتم هیدروژن متصل شده اند.

در آلکان ها، تعداد هیدروژن هر ترکیب را می توان از طریق رابطه زیر به دست آورد.

مثلا:

فرمول شیمیایی متان    می باشد و به صورت زیر ترسیم می شود:

فرمول شیمیایی اتان  می باشد و به صورت زیر ترسیم می شود:

فرمول شیمیایی پروپان  می باشد و به صورت زیر ترسیم می شود:

در آلکان ها هر اتم کربن از هر ۴ ظرفیت خود برای ایجاد پیوند استفاده می کند. از این رو به آلکان ها، هیدروکربن های سیر شده یا اشباع نیز می گویند.

ویژگی های آلکان ها:

با توجه با ساختار آلکان ها، این هیدروکربن ها ویژگی های خاصی پیدا می کنند که عبارتند از:

• تمایل چندانی به انجام واکنش شیمیایی ندارند و تنها در سوختن و واکنش با هالوژن ها شرکت می کنند.
• همه آن ها بی رنگ هستند.
• در صورت سوختن، شعله ای به رنگ آبی و زرد و بدون دوده ایجاد کرده و آب، دی اکسید کربن و انرژی آزاد می کنند.
• هر آلکانی که تعداد کربن بیشتری دارد، نقطه ذوب و جوش بالاتری نیز خواهد داشت.

فرمول کلی سوختن آلکان ها :

شروع فرآیند سوختن آلکان ها به یک شعله یا جرقه نیازمند است اما بعد از آن گرمای حاصل، برای ادامه سوختن کافی است.

آنچه از سوختن یک هیدروکربن نظیر آلکان حاصل می شود وابسته به میزان اکسیژن است.

همان طور که می دانیم یکی از سه رکن اساسی در فرآیند سوختن وجود اکسیژن است.

• اگر اکسیژن کافی باشد، سوختن کامل اتفاق می افتد و آب و دی اکسید کربن حاصل می شود.
• اگر اکسیژن کافی نباشد، سوختن ناقص اتفاق می افتد و گاز سمی مونوکسید کربن تولید می شود.
• اگر اکسیژن خیلی کم باشد، باز هم سوختن ناقص است و تنها دوده و آب حاصل می شود.

نکته قابل توجه این است که در هر شرایطی از سوختن، آب و انرژی به وجود می آید.

نامگذاری آلکان ها:

متان، اتان، پروپان و بوتان چهار آلکانی هستند که بر اساس نحوه کشف، نامگذاری شده اند.

اما برای نامگذاری سایر آلکان ها، آن ها را به دو دسته راست زنجیر و شاخه دار تقسیم می کنند.

در آلکان های راست زنجیر، هر اتم کربن حداکثر با دو اتم کربن دیگر پیوند دارد.

برای نام گذاری آنها، ” تعداد کربن به یونانی + ن ” می شود.

مثلا  که هپتان نامیده می شود. هپتا به یونانی به معنای عدد ۷ است.

در آلکان های شاخه دار همان طور که از نام آن پیداست، سه یا چهار اتصال کربنی  می تواند وجود داشته باشد.

برای نامگذاری این آلکان ها، طولانی ترین زنجیره ،  از سمتی که به شاخه نزدیک است شماره گذاری می شود و از ترتیب زیر تبعیت می گردد:

شماره کربنی که شاخه دارد+ نام شاخه + نام شاخه اصلی به عنوان یک آلکان راست زنجیر

لازم به ذکر است که شاخه ها، آلکانی هستند که یک اتم هیدروژن خود را از دست داده اند و آلکین نامیده می شوند.  به همین خاطر به زنجیره اصلی متصل می شوند. مثلا متیل آلکینی است که از آلکان متان به دست می آید.

شکل زیر یک آلکان شاخه دار را نشان می دهد، که ۲- متیل بوتان نامیده می شود.