Метанът и хомолозите му се наричат маргинални(наситени) парафинови въглеводороди или алкани. Последните име органични вещества (имат обща химична формула СпН2п + 2, което отразява наситеността на молекулите, атомите, които са свързани чрез ковалентни връзки прости въглерод-водород или въглерод-въглерод) се определят в съответствие с Международната номенклатура на химични съединения. Те имат два основни източника: суров петрол и природен газ. Свойствата на алканите в хомоложните серии с увеличаване броя на въглеродните атоми в молекулата се променят редовно.
Първите четирима представители на хомоложната серияимат исторически установени имена. Въглеводородите зад тях се обозначават с гръцки цифри с крайния -ан. Относителното молекулно тегло на всеки следващ въглеводород се различава от предишното с 14 amu. Физическите свойства на алканите, като точката на топене (точка на изливане) и точката на кипене (кондензация), плътността и индекс на пречупване, се увеличават с нарастващото молекулно тегло. От метан до бутан са газовете, от пентан до пентадекан са течности, последвани от твърди вещества. Всички парафини са по-леки от водата и не се разтварят в нея. Алканите включват:
- CH4 е метан;
- С2Н6-етан;
- С3Н8-пропан;
- C4H10 - бутан;
- C5H12 пентан;
- С6Н14 хексан;
- C7H16 хептан;
- C8H18 - октан;
- C9H20 - нонан;
- C10H22 - декан;
- C11H24 - ундекан;
- C12H26 - додекан;
- C13H28 - тридекан;
- C14H30 -
- C15H32 - пентадекан;
- C16H34 - хексадекан;
- C17H36 - хептадекан;
- C18H38 - октадекан;
- C19H40 - нонадекан;
- C20H42 - ейкозан и така нататък.
Химичните свойства на алканите са нискидейност. Това се обяснява с относителната сила на неполярните С - С и нискополярни С - Н връзки, както и наситеността на молекулите. Всички атоми са свързани с единични σ-връзки, които трудно се разрушават поради ниската им поляризуемост. Разкъсването им може да стане само при определени условия, докато се образуват радикали, които носят имената на съответните парафинови съединения със заместването на окончанието. Например пропан - пропил (C3H7–), етан - етил (C2H5–), метан - метил (CH3–) и т.н.
Химичните свойства на алканите показват инертносттези съединения. Те не са способни на реакции на привързване. Заместващите реакции са типични за тях. Окисляването (изгарянето) на парафиновите въглеводороди се случва само при повишени температури. Те могат да бъдат окислени до алкохоли, алдехиди и киселини. В резултат на крекинг (процес на термично разлагане на въглеводороди) на по-високи алкани при температури от 450 до 550 ° C могат да се образуват наситени въглеводороди с по-ниско молекулно тегло. С повишаване на температурата термичното разлагане се нарича пиролиза.
Химичните свойства на алканите зависят не само отброят в молекулата на въглеродните атоми, но също така и от структурата. Всички парафини могат да бъдат разделени на нормални (всеки С атом може да се комбинира с не повече от два въглеродни атома) и изоструктура (С атом може да бъде свързан с четири други С-атома, поради което молекулата има пространствена структура). Например, пентанът и 2,2-диметилпропанът имат еднакво молекулно тегло и химична формула C5H12, но те ще се различават по химични и физични свойства: точка на топене - 129,7 ° С и минус 16,6 ° С, точка на кипене 36,1 ° С и 9,5 ° С, съответно. Изомерите претърпяват химични реакции по-лесно от нормалните въглеводороди със същия брой атоми С.
Характерните химични свойства на алканите сареакции на заместване, които включват халогениране или сулфониране. В резултат на взаимодействие с парафинов хлор по радикален механизъм под действието на температура или светлина се образуват хлорни производни на метана: хлорометан CH3Cl, дихлорометан CH2Cl2, трихлорметан CHCl3 и тетрахлорид въглерод CCl4. Когато алканите се сулфонират от UV светлина, се получават сулфонилхлориди: R - H + SO2 + Cl2 → R - SO2 - Cl + HCl. Тези вещества се използват при производството на повърхностноактивни вещества.
