Klasa jedinjenja sa isključivo prostim vezama i bez funkcionalne grupe, kao što su metan, etan,
ili propan, nazivaju se
alkani.
Alkani su zasićeni-parafini (lat.
paraum
malo;
affinis
srodan)
ugljovodonici koji sadrže samo C i H (ugljenikove i vodonikove atome). U molekulima alkana,
nalaze se samo jednostruke veze. Svi atomi su
sp
3
hibridizvani i grade proste kovalentne veze.
Alkani su, dakle, jedinjenja bez funkcionalne grupe i zato su hemijski slabo reaktivna.
Homologni niz:
Opšta molekulska formula alkana je C
n
H
2n+2
, u kojoj
n
predstavlja ceo broj. Prvi član te serije ili
klase je metan, zatim etan, itd (tabela 1). Prvih šest predstavnika ove klase su prikazani
molekulskim formulama
Tabela 1.
CH
4
metan
C
2
H
6
etan
C
3
H
8
propan
C
4
H
10
butan
C
5
H
12
pentan
C
6
H
14
heksan
(CH
4
, C
2
H
6
, …). Svaki član ove klase od svakog susednog razlikuje se za jedan ugljenikov I dva
vodonikova atoma, tj. za CH
2
grupu, koja se naziva
metilenska grupa.
Drugim rečima, znači da
alkani (to vazi i za ostale klase organskih jedinjenja) čine jedan
homologni niz
ili
seriju
u kojoj
je svaki pojedinačni član jedan
homolog.
Sva jedinjenja u nizu imaju slične hemijske osobine
(podležu slicnim reakcijama...). Prva četiri alkana su gasovita, alkani od četiri da jedanaest
ugljenikovih atoma su tečni, a preko 11 su čvrsti. U vodi su netopivi, ali se tope dobro u
organskim rastvaračima. Po pravilu tačka ključanja "normalnog" alakana uvek je viša od tački
ključanja njegovih izomera.Ne zna se pouzdano koji bi mogao biti najviši alkan. Dosadašnjim
istraživanjima preden je alkan sa 60 C (ugljenikovih) atoma.
Strukturna izomerija:
Razlike u strukturi organskih jedinjenja proističu iz različitog broja atoma ili vrsta atoma u
molekulima. Međutim, razlike u strukturi mogu postojati i zbog
načina kako su atomi
međusobno vezani u molekulu.
Npr., moguće je napisati dve različite strukturne formule za
molekulsku formula C
4
H
10
. Te dve strukturne formule predstavljaju dva različita jedinjenja:
butan (tačka ključanja 0,5°C) I izobutan (tačka ključanja -11,7°C). za butan I izobutan kazemo
das u
strukturni izomeri
.
2
Strukturni izomeri za C
4
H
10
:
CH
3
CH
2
CH
2
CH
3
CH
3
CH CH
3
ǀ
CH
3
butan (normalni alkan) izobutan (račvasti alkan)
tk 0,5°C tk -11, 7°C
Izobutan spade u
račvaste alkane
u kojima je za osnovni, normalan niz vezana samo jedna ili
više račvi (bočnih grupa).
Alkani sa tri I manje C atoma nemaju izomere
, jer postoji samo jedan
mogući način da se atomi međusobno vežu. Međutim,
ukoliko se broj atoma u molekulu
povećava, postoji više mogućih strukturnih formula za jednu molekulsku formulu
, kao što je
pomenuto za butan I izobutan koji imaju istu molekulsku formula C
4
H
10
.
Nomenklatura (nazivi organskih jedinjenja):
Svako organsko jedinjenje ima odgovarajuće ime (naziv). U vreme dok je broj organskih
jedinjenja bio relativno mali, imena su se davala prema poreklu. To su
trivijalna
ili
uobičajena
imena. Razvojem organske hemije, broj jedinjenja se naglo povećao, tako da su hemičari
pokušali da razviju sistemsku nomenklaturu na osnovu određenih racionalnih principa. Najopštiji
metod je onaj koji je razradila I predložila
Komisija za nomenklaturu
u okviru
Međunarodne
unije za čistu I primenjenu hemiju.
Engleska skraćenica za tu uniju je IUPAC (International
Union of Pure and Applied Chemistry).
Tabela 2. – nazivi I neke fizičke karakteristike normalnih alkana
formula
ime
tačka topljenja
tt (°C)
tačka ključanja
tk (°C)
broj izomera
CH
4
Metan
-184
-164
1
C
2
H
6
Etan
-172
-89
1
C
3
H
18
Propan
-190
-42
1
C
4
H
10
Butan
-135
-0,5
2
C
5
H
12
Pentan
-129
36
3
C
6
H
14
Heksan
-94
69
5
C
7
H
16
Heptan
-90
98
9
3
