Парафиновые углеводороды

Эта статья — о химических соединениях. Статью о канадской алюминиевой компании Alcan см. здесь.

Алка́ны — ациклические углеводороды линейного или разветвлённого строения, содержащие только простые связи и образующие гомологический ряд с общей формулой C_nH_2n+2.

Алканы являются насыщенными соединениями и содержат максимально возможное число атомов водорода. Каждый атом углерода в молекулах алканов находится в состоянии sp³ гибридизации. Простейшим представителем класса является метан (CH₄).

Номенклатура

Рациональная

Выбирается один из атомов углеродной цепи, он считается замещённым метаном и относительно него строится название алкил1алкил2алкил3алкил4метан, например:

а- н-бутил-втор-бутил-изобутилметан

б- триизопропилметан

в- триэтил-изопропилметан

Систематическая ИЮПАК

По номенклатуре ИЮПАК названия алканов образуются при помощи суффикса -ан путём добавления к соответствующему корню от названия углеводорода. Выбирается наиболее длинная неразветвлённая углеводородная цепь так, чтобы у наибольшего числа заместителей был минимальный номер в цепи. В названии соединения цифрой указывают номер углеродного атома, при котором находится замещающий радикал, затем название радикала и название главной цепи. Если радикалы повторяются, то перечисляют цифры, указывающие их положение, а число одинаковых радикалов указывают приставками ди-, три-, тетра-. Если радикалы не одинаковые, то их названия перечисляются в алфавитном порядке. Например:

2,2,6-триметил-5-этилгептан

Гомологический ряд и изомерия

Изомерия предельных углеводородов обусловлена простейшим видом структурной изомерии — изомерией углеродного скелета. Алканы, число атомов углерода в которых больше трёх, имеют изомеры. Число этих изомеров возрастает с огромной скоростью по мере увеличения числа атомов углерода. Для алканов с n = 1..12 число изомеров равно 1, 1, 1, 2, 3, 5, 9, 18, 35, 75, 159, 355

Гомологический ряд алканов
Метан	CH4
Этан	CH3—CH3	C2H6
Пропан	CH3—CH2—CH3	C3H8
н-Бутан	CH3—CH2—CH2—CH3	C4H10
н-Пентан	CH3—CH2—CH2—CH2—CH3	C5H12
н-Гексан	CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3	C6H14
н-Гептан	CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3	C7H16
н-Октан	CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3	C8H18
н-Нонан	CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3	C9H20
н-Декан	CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3	C10H22

Физические свойства

• Температура плавления и закипания увеличивается с молекулярной массой и длиной главной углеродной цепи
• При нормальных условиях алканы с CH₄ до C₄H₁₀ — газы; с C₅H₁₂ до C₁₇H₃₆ — жидкости. И после C₁₈H₃₈ — твёрдые тела.

Химические свойства

Алканы имеют низкую химическую активность. Это объясняется тем, что единичные C-H и C-C связи относительно прочны и их сложно разрушить.

Реакции крекинга

Для метана: CH₄→С+2H₂ — при 1000 °C

Частичный крекинг: 2CH₄→C₂H₂+3H₂ (Ацетилен) — при 1500 °C

Реакции галогенизации

Реакция замещения водорода галогенами, происходящая исключительно при сильном ультрафиолетовом излучении.
К примеру:
CH₄ + Cl₂ → CH₃Cl + HCl

Вещества

• Циклоалканы
• Алкены
• Алкины
• Диены и полиены
• Арены
• Функциональные группы

Процессы

• Крекинг