آلکان ها و آشنایی بیشتر با این عضو از هیدروکربن ها

آلکان از اعضای خانواده هیدروکربن می باشد و با نام پارافین در صنعت نیز معرفی می شود. ساختمان آلکان ها متشکل از پیوند کوالانسی اتم کربن با 4 اتم هیدروژن می باشد. در ساختمان آلکان ها هیچ پیوند دو گانه و یا سه گانه ای از اتم کربن نمی توان مشاهده نمود.

فرمول شیمیایی کلی آلکان ها را می توان C_nH_2n+2 دانست. متان از اعضای خانواده آلکان ها می باشد که تشکیل دهنده بخش عمده ای از گاز طبیعی است. ساختار شیمیایی متان عبارت است از CH4 . از دیگر اعضای خانواده آلکان ها می توان به موارد زیر اشاره نمود:

اتان C₂H_۶

پروپان C₃H_۸

که این دو نیز مانند متان از آلکان های گازی می باشند.

آلکان های مایع نیز عبارتند از :

پنتان C₅H_۱۲

هگزان C₆H_۱۴

هپتان C₇H_۱۶

اوکتانC₈H_۱۸

ویژگی های اصلی آلکان ها

آلکان ها در طبیعت به شکل:

مایع

جامد

گاز حضور دارند که نمونه های جامد آنها اصولا بی رنگ می باشند.

در ساختار یک آلکان با افزایش تعداد کربن آن می توان به احتی سبب افزایش نقطه جوش و گرانروی آن شد.

اتم کربن این امکان را دارد که با به اشتراک گذاشتن چهار الکترون لایه ظرفیتی خود با سایر اتم‌ها چهار پیوند کووالانسی ایجاد کند. اگر تمامی کربن‌های یک ترکیب در تشکیل پیوند کووالانسی از هیبریداسیون sp3 استفاده کرده باشند آن ترکیب آلکان نامیده می‌شود (اوربیتال‌های sp3 از اختلاط یک اوربیتال s و سه اوربیتال p تشکیل شده‌اند). فرمول عمومی آلکان‌ها CnH2n+2 می‌باشد که n نمایشگر تعداد اتم کربن است. در این ترکیب‌ها پیوند C–C یگانه بوده، طول پیوند C– AC 53/1، طول پیوند H– C A۰۹/۱، زاویه پیوند در آن‌ها ۱۰۹/۵درجه است و اطراف هر اتم کربن، دارای ساختار چهاروجهی می‌باشد. ساختار چهاروجهی به اوربیتال‌ها اجازه می‌دهد تا حد امکان از یکدیگر فاصله بگیرند. برای اینکه همپوشانی این اوربیتال‌ها با اوربیتال کروی اتم هیدروژن به گونه‌ای مؤثر صورت پذیرد و در نتیجه پیوند محکم‌تری تشکیل شود، هر هسته هیدروژن باید در یک گوشه این چهار وجهی قرار بگیرد. آلکان‌ها از نظر ساختاری، ترکیبهایی منظم هستند که این امر باعث شده ثابتهای فیزیکی، یک روند قابل پیش‌بینی داشته باشند.

متان چیست؟

متان (CH4) گازی بی‌بو و بیرنگ، نامحلول در آب، نفوذپذیرتر و سبکتر از هواست و اولین ترکیب از سری هیدروکربن‌های اشباع شده‌است. همچنین این ترکیب یک گاز گلخانه‌ای است و به عنوان سوخت نیز بکار می‌رود. شکل هندسی آن به صورت یک چهاروجهی کامل بوده و هر یک از چهار اتم هیدروژن به وسیلهٔ پیوند کووالانسی، یعنی با یک جفت الکترون اشتراکی به اتم کربن متصل شده‌اند. هیبریداسیون کربن نیز sp3 می‌باشد. عضو بعدی خانواده آلکانها، اتان (C2H6) می‌باشد. هر کربن به سه هیدروژن و یک کربن دیگر متصل است و چون هر اتم به چهار اتم دیگر متصل است، اوربیتال‌های پیوندی آن (اوربیتال‌های sp3) به سوی گوشه‌ای چهاروجهی جهت گرفته‌اند. پیوند C–C از همپوشانی دو اوربیتال sp3 کربن‌های مجاور نتیجه شده‌است.

سیکلوبوتان (C4H8) و سیکلوهگزان (C6H12)، دو مثال از ترکیب‌های پر حجم وسنگین وستبر و محکم و مقاوم سیکلوآلکانی می‌باشند. فرمول کلی سیکلوآلکان‌ها CnH2n می‌باشد. با معلوم بودن تعداد اتم کربن در یک آلکان یا سیکلوآلکان می‌توان فرمول مولکولی ترکیب را بدست آورد. برای مثال، چون هگزان ۶ اتم کربن دارد پس تعداد هیدروژن‌های آن، ۱۴=۲+(۶×۲)، بوده و فرمول مولکولی آن C6H14 می‌باشد. سیکلوهگزان با داشتن ۶ اتم کربن، ۱۲ اتم هیدروژن (۱۲=۶×۲) خواهد داشت و فرمول مولکولی آن C6H12 می‌باشد.

آلکان‌ها فاقد گروه عاملی هستند و در نتیجه خواص شیمیایی آن‌ها با سایر ترکیب‌های آلی متفاوت می‌باشد. این ترکیب‌ها در واقع ترکیب‌های مادر در شیمی آلی محسوب می‌شوند و از لحاظ سنتز و نامگذاری سایر ترکیب‌های آلی بسیار مهم می‌باشند.

منبع: https://fa.wikipedia.org/wiki/%D8%A2%D9%84%DA%A9%D8%A7%D9%86