Alkanar

Alkanar eru lífræn efnasambönd sem innihalda eingöngu kolefni og vetni (þ.e. kolvetni) þar sem öll atómin eru eintengd sín á milli og það er engin hringtenging^[1].

Almenna efnaformúla alkana er C_nH_2n+2. Alkanar geta verið bæði línulegir og greinóttir. Einfaldasti alkaninn er metan (CH₄) en einnig eru til mjög flóknir alkanar eins og 6-etýl-2-metýl-5-(1-metýletýl) oktan sem er ein af byggingarhverfum tetradekans.

Ekki eru allir sammála um skilgreiningu á alkönum. Skilgreiningin hér að ofan er fengin frá International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC), samtökum sem halda utan um staðla í efnafræði, svo sem nafnakerfi og skilgreiningar. Sumir skilgreina alkana sem öll mettuð kolvetni, og leyfa þar einhringja (hringalkönum) og fjölhringja kolvetnum að fylgja með þó að þau hafi aðrar grunnformúlur (t.d. hafa hringalkanar formúluna C_nH_2n)^[2].

Öll kolefnisatóm alkana hafa sp³- svigrúmablöndun og 4 sigmatengi, annað hvort C-C tengi eða C-H tengi og hvert vetnisatóm er tengt við kolefnisatóm. Lengsta kolefniskeðjan innan sameindarinnar kallast bakbein.

Ef hliðarhópar sameindar hafa alkanbyggingu kallast þeir alkýlhópar, minnsti alkýlhópurinn er metýlhópurin (-CH₃) en þegar alkýlhópar eru stærri er oft skrifað -R í stað þess að skrifa upp alla formúluna.

Eðliseiginleikar alkana

Tafla með nokkrum alkenum

Alkane	Formúla	Suðumark [°C]	Bræðslumark [°C]	Eðlismassi [kg/m³] (at 20 °C)	Byggingarhverfur
Metan	CH₄	-162	−182	0.656 (gas)	1
Etan	C₂H₆	−89	−183	1.26 (gas)	1
Própan	C₃H₈	−42	−188	2.01 (gas)	1
Bútan	C₄H₁₀	0	−138	2.48 (gas)	2
Pentan	C₅H₁₂	36	−130	626 (vökvi)	3
Hexan	C₆H₁₄	69	−95	659 (vökvi)	5
Heptan	C₇H₁₆	98	−91	684 (vökvi)	9
Oktan	C₈H₁₈	126	−57	703 (vökvi)	18
Nónan	C₉H₂₀	151	−54	718 (vökvi)	35
Dekan	C₁₀H₂₂	174	−30	730 (vökvi)	75
Úndekan	C₁₁H₂₄	196	−26	740 (vökvi)	159
Dódekan	C₁₂H₂₆	216	−10	749 (vökvi)	355
Trídekan	C₁₃H₂₈	235	-5.4	756 (vökvi)	802
Tetradekan	C₁₄H₃₀	253	5.9	763 (vökvi)	1858
Pentadekan	C₁₅H₃₂	270	10	769 (vökvi)
Hexadekan	C₁₆H₃₄	287	18	773 (vökvi)
Heptadekan	C₁₇H₃₆	303	22	777 (fast efni)
Oktadekan	C₁₈H₃₈	317	28	781 (fast efni)
Nónadekan	C₁₉H₄₀	330	32	785 (fast efni)
Íkósan	C₂₀H₄₂	343	37	789 (fast efni)
Tríakontan	C₃₀H₆₂	450	66	810 (fast efni)
Tetrakontan	C₄₀H₈₂	525	82	817 (fast efni)
Pentakontan	C₅₀H₁₀₂	575	91	824 (fast efni)
Hexakontan	C₆₀H₁₂₂	625	100	829 (fast efni)
Heptakontan	C₇₀H₁₄₂	653	109	869 (fast efni)

Efnaeiginleikar

Alkanar hvarfast mjög illa við flest önnur efni. Sýrufastar alkana eru á bilinu 50-70, eftir því hvaða aðferð er notuð til að mæla það, og eru þar af leiðandi mjög veikar sýrur og nánast ónæm gegn bösum.

Flest efnahvörf alkana eru stakeindahvörf og á það til dæmis við um fjölliðunarhvörf, bruna og efnahvörf við halógena.

Efnahvörf við súrefni

Allir alkanar hvarfast við súrefni í bruna, þó það verði erfiðara að kveikja í þeim því stærri sem þeir verða. Almenna efnajafnan fyrir fullkomin bruna er:

C_nH_2n+2 + (3/2n + 1/2 O₂ → (n + 1) H₂O + n CO₂

Í súrefnissnauðum bruna geta kolmónoxíð og jafnvel sót myndast, eins og sýnt er hér að neðan:

C_nH_2n+2 + (n + 1/2) O₂ → (n + 1) H₂O + n CO

C_nH_2n+2 + (1/2n + 1/2) O₂ → (n + 1) H₂O + n C

Sem dæmi má nefna bruna metans:

2 CH₄ + 3 O₂ → 2 CO + 4 H₂O

CH₄ + 3/2 O₂ → CO + 2 H₂O

Tengt efni

Tilvísanir

↑ Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. „IUPAC - alkanes (A00222)“. goldbook.iupac.org. Sótt 20. janúar 2021.
↑ „Alkanes“. Chemistry LibreTexts (enska). 28. nóvember 2016. Sótt 20. janúar 2021.

[1] Chemistry (IUPAC), The International Union of Pure and Applied. „IUPAC - alkanes (A00222)“. goldbook.iupac.org. Sótt 20. janúar 2021.

[2] „Alkanes“. Chemistry LibreTexts (enska). 28. nóvember 2016. Sótt 20. janúar 2021.

[1]

[2]