Metan ve homologlarına sınırlayıcı denir(doymuş) parafinik hidrokarbonlar veya alkanlar. Organik maddeler için ikinci isim (moleküllerin doygunluğunu yansıtan genel kimyasal formül CnH2n + 2'ye sahiptirler, basit kovalent bağlarla bağlanan atomlar karbon - hidrojen veya karbon - karbon), kimyasal bileşiklerin uluslararası terminolojisine göre atanmıştır. İki ana kaynağı vardır: ham petrol ve doğal gaz. Homolog serideki alkanların özellikleri, moleküldeki karbon atomlarının sayısındaki artışla düzenli olarak değişir.
Homolog serilerin ilk dört temsilcisitarihsel olarak isimleri var. Arkasındaki hidrokarbonlar, sona eren -an ile Yunan rakamları ile gösterilir. Sonraki her hidrokarbonun nispi moleküler ağırlığı, bir öncekinden 14 amu'ya kadar değişir. Ergime noktası (dökülme noktası) ve kaynama noktası (yoğuşma), yoğunluk ve kırılma indeksi gibi alkanların fiziksel özellikleri, artan molekül ağırlığı ile artar. Metandan bütana kadar gazlar, pentandan pentadekana kadar sıvı, ardından katı maddelerdir. Tüm parafinler sudan daha hafiftir ve içinde çözünmez. Alkanlar şunları içerir:
- CH4 - metan;
- Etan için C2H6;
- C3H8 - propan;
- C4H10 - bütan;
- C5H12 pentan;
- C6H14 hekzan;
- C7H16 heptan;
- C8H18 - oktan;
- C9H20 - nonan;
- C10H22 - dekan;
- C11H24 - undekan;
- C12H26 - dodekan;
- C13H28 - tridekan;
- C14H30 - tetradekan;
- C15H32 - pentadekan;
- C16H34 - heksadekan;
- C17H36 - heptadekan;
- C18H38 - oktadekan;
- C19H40 - nonadekan;
- C20H42 - eicosane ve benzeri.
Alkanların kimyasal özellikleri düşüktüraktivite. Bu, polar olmayan C - C ve düşük polariteli C - H bağlarının göreceli kuvveti ve moleküllerin doygunluğu ile açıklanmaktadır. Tüm atomlar, düşük polarize edilebilirlikleri nedeniyle yok edilmesi zor olan tek σ-bağlarıyla bağlıdır. Rüptürleri yalnızca belirli koşullar altında gerçekleşebilirken, ilgili parafin bileşiklerinin adlarını sonun değiştirilmesiyle birlikte taşıyan radikaller oluşur. Örneğin, propan - propil (C3H7–), etan - etil (C2H5–), metan - metil (CH3–) vb.
Alkanların kimyasal özellikleri eylemsizliği gösterirbu bileşikler. Bağlanma reaksiyonları yapamazlar. İkame reaksiyonları onlar için tipiktir. Parafinik hidrokarbonların oksidasyonu (yanması) yalnızca yüksek sıcaklıklarda gerçekleşir. Alkollere, aldehitlere ve asitlere oksitlenebilirler. 450 ila 550 ° C arasındaki sıcaklıklarda yüksek alkanların kırılması (hidrokarbonların termal ayrışma süreci) sonucunda, daha düşük moleküler ağırlıklı doymuş hidrokarbonlar oluşabilir. Sıcaklık yükseldikçe, termal ayrışmaya piroliz denir.
Alkanların kimyasal özellikleri sadece şunlara bağlı değildirbir karbon atomu molekülündeki sayı, aynı zamanda yapıdan. Tüm parafinler normal (her C atomu en fazla iki karbon atomu ile birleşebilir) ve izo-yapıya (bir C atomu diğer dört C atomuna bağlanabilir, bu nedenle molekülün uzaysal bir yapısı vardır) bölünebilir. Örneğin, pentan ve 2,2-Dimetilpropan aynı moleküler ağırlığa ve kimyasal formül C5H12'ye sahiptir, ancak kimyasal ve fiziksel özelliklerde farklılık göstereceklerdir: erime noktası - 129.7 ° С ve eksi 16.6 ° С, kaynama noktası 36.1 ° С ve sırasıyla 9.5 ° C. İzomerler, aynı sayıda C atomuna sahip normal hidrokarbonlara göre kimyasal reaksiyonlara daha kolay girerler.
Alkanların karakteristik kimyasal özelliklerihalojenleme veya sülfonasyonu içeren ikame reaksiyonları. Parafin klorin ile sıcaklığın veya ışığın etkisi altında radikal bir mekanizma ile etkileşimin bir sonucu olarak, metanın klor türevleri oluşur: klorometan CH3Cl, diklorometan CH2Cl2, triklorometan CHCl3 ve karbon tetraklorür CCl4. Alkanlar UV ışığı ile sülfonlandığında, sülfonil klorürler elde edilir: R - H + SO2 + Cl2 → R - SO2 - Cl + HCl. Bu maddeler yüzey aktif maddelerin üretiminde kullanılmaktadır.
