Алкан

Алканите, с обща формула CnH2n+2, са органични химични съединения, принадлежащи към класа на ацикличните наситени въглеводороди. Най-простият представител е метанът. Редицата продължава неограничено. Алканите се срещат в природата като съставна част на нефта, но могат да се получат и чрез химичен синтез.

Етимология 
Наименованието алкани произтича от aliphas – масло, тъй като участват в растителните и животинските мазнини. Наименованието им парафини е свързано с ниската им химична активност.

Хомоложен ред и номенклатура 

В този ред всеки следващ алкан се различава по състав от предходния с по една метиленова група (CH2)

Наименованията се получават от гръцките бройни съществителни с наставка -ан. Първите четири наименования (метан, етан, пропан и бутан) са изключение и се използват тривиални наименования.

С изключение на първите три хомолога при алканите съществува само верижна изомерия. Алканите могат да бъдат с права (наречени нормални, n-) или разклонена верига (изоалкани). Когато два еднакви заместителя са свързани с един и същ въглероден атом, те се означават като геминални (гем-) изомери, а когато са на съседни атоми – вицинални (виц-). Алкани, при които въглероден атом е свързан с три метилови групи, се означават като неоалкани (нео-).

Алкани с циклична верига се обособяват в отделен клас, наречен циклоалкани

Състав и строеж 
В състава на алканите участват само въглеродни и водородни атоми. Химичните връзки между въглеродните атоми са прости, неполярни ковалентни, а между въглеродните и водородните атоми – слабо полярни. Въглеродните атоми са в sp3-хибридно състояние. Молекулите на алканите са неполярни.

Свойства 
 С увеличаване на молекулната маса температурите на топене и кипене се повишават.
 Първите четири алкана при обикновени условия са газове, следващите до хексадекана са течности, а след него са твърди вещества.
 Газообразните и твърдите алкани нямат миризма, а течните имат специфична бензинова миризма.
 Алканите са неразтворими във вода, но разтворими в неполярни органични разтворители като CCl4
 По химичните свойства алканите са подобни на метана.
 Поради малката си реакционна способност алканите са получили названието парафини (бедни на активност).
 Алканите горят с отделяне на голямо количество топлина. Получава се вода и въглероден диоксид:
 CH4 + 2O2 -> CO2 + 2H2O + Q
 Алканите участват в заместителни реакции с халогени. Последователно се заместват един, два или повече водородни атома. Получават се халогенопроизводни на алканите. Реакциите се извършват по верижно-радикалов механизъм. Халогенирането протича под действие на пряка слънчева светлина.
 C2H6 + Cl2 -> C2H5Cl + HCl
 C2H5Cl + Cl2 -> C2H4Cl2 + HCl
 C2H4Cl2 + Cl2 -> C2H3Cl3 + HCl
 C2H3Cl3 + Cl2 -> C2H2Cl4 + HCl
 C2H2Cl4 + Cl2 -> C2HCl5 + HCl
 C2HCl5 + Cl2 -> C2Cl6 + HCl
 Хлороетанът се използва в медицината и зъболечението за местна упойка. Дихлороетанът, дихлорометанът и тетрахлорметанът се използват като разтворители на органични вещества. Трихлорометанът, известен като хлороформ, е широко разпространено упойващо вещество. Фреоните представляват алкани, чиито водородни атоми са заместени с флуорни и хлорни.
 Освен връзките C-H при алканите могат да се разкъсат и връзките C-C. Тези реакции протичат при високи температури или в присъствието на катализатори. Наричат се крекинг-процеси.

Получаване 
Алканите могат да се получат по различни лабораторни и промишлени методи. Основен природен източник на алкани са нефта и земния газ.
 Синтез на Вюрц

При взаимодействие на хлорометан с натрий се получават натриев хлорид и въглеводород със състав C2H6, наречен етан. Процесът е известен като реакция на Вюрц.

 H3C-Cl + 2Na + Cl-CH3 -> H3C-CH3 + 2NaCl

Получаване на пропан по метода на Вюрц:

Разпространение 
Алканите влизат в състава на нефта и природния газ, откъдето се добиват за промишлени цели. Използват се като висококалорично гориво. Смес от газовете пропан и бутан се използва като екологично чисто гориво за автомобилите. Алкани с висока молекулна маса влизат в състава на вазелините, които се използват в козметиката и медицината. От висшите алкани се получава парафин.

Вижте също 
 Алкен и алкин
 Фреон

Източници 

Алкани