Alkani i cikloalkani

UVOD

Ugljenik je element četvrte grupe i druge periode PSE-a atomskog broja šest, relativne atomske mase 12 i elektronske konfiguracije [He]2s2, 2p2. U organskim jedinjenjima uvek je i samo četvorovalentan. Kao element iz sredine periodnog sistema ugljenik najlakše udružuje svoje atome međusobno ili sa atomima drugih lelemenata gradeci pri tom jake kovalentne veze. Važna osobina ugljenika je hibridizacija orbitala (uglovi između hibridizovanih orbitala su najveći mogući, što daje veliku stabilnost ugljenikovim jedinjenjima). Na slici su prikazana tri tipa hibridizacije (tamnije orbitale su nehibridizovane p orbitale). Najstabilnija, odnosno hemijski najmanje reaktivna jedinjenja imaju sp3 hibridizaciju (alakani). Nestabilnija i hemijski reaktivnija su jedinjenja sa sp2 i sp tipom hibridizacije (alkeni, alkini). Posledica hibridizacije jeste težnja ka zaisćenosti nezasićnih organskih jedinjenja. Dve proste veze između ugljenika jače su od jedne dvostruke (C-C 348 kJ/mol, C=C 614 kJ/mol), takođe su i tri proste veze jače od jedne trostruke (839 kJ/mol). Ugljenik gradi jake kovalentne veze sa mnogim nemetalima (H, O, N, S, P, Cl, F, J, Br, Se) koje nalazimo u raznim organskim jedinjenjima.
Alkani su zasićeni ugljovodonici, tj. oni koji ne poseduju višestruke veze između atoma ugljenika. Razlika između metana i etana je samo u jednoj CH2 grupi. Razlika između svakog sledećeg alkana je takođe u jednoj CH2 grupi. Takav tip hemijskih jedinjenja čiji se susedni članovi razlikuju za pojednu grupu (u ovom slučaju za CH2 grupu) naziva se homologi red. Ime zasićeni ugljovodonici potiče od činjenice da alkani ne podležu nikakvoj adicionoj reakciji. Alkani su dosta hemijski nereaktivni, podležu reakciji samo u ekstremnim slučajevima (visoka temperatura i pritisak).

OPŠTE KARAKTERISTIKE I PODELA UGLJOVODONIKA

Ugljovodonici su najprostija organska jedinjenja koja se sastoje samo iz ugljenika i vodonika. U molekulu ugljovodonika veze između ugljenikovih atoma su nepolarne, a između atoma ugljenika i vodonika su gotovo nepolarne. Tečni ugljovodonici se ne mešaju sa vodom, a gasoviti i čvrsti se ne rastvaraju u njoj. Ugljovodonici predstavljaju važan izvor energije (goriva). Lako su zapaljivi. Prilikom njihovog potpunog sagorevanja oslobađa se velika količina toplote, a kao proizvodi reakcije nastaju ugljen-dioksid i voda.

U današnjoj hemijskoj literaturi se nailazi na različite modifikacije gore navedene klasifikacije. Pošto postoje tri sveobuhvatna kriterijuma klasifikacije ugljovodonika jedni autori daju prednost jednom kriterijumu, drugi drugom, dok treći autori prednost daju trećem kriterijumu. Ta tri kriterijuma su:

I) acikličan/cikličan ugljovodonik

II) zasićen/nezasićen ugljovodonik

III) alifatičan/aromatičan ugljovodonik