ალკანი

უმარტივესი ალკანის მეთანის ქიმიური აღნაგობა
„ალკანები“ ანუ „პარაფინები“ ნაჯერი ნახშირწყალბადებია ანუ ისინი შედგებიან მხოლოდ ნახშირბადისა (C) და წყალბადის (H) ატომებისაგან. ალკანების უჯერი ნახშირწყალბადებისაგან ძირითადი განსხვავებაა ისაა, რომ ალკანებში ატომები ერთმანეთთან დაკავშირებულია მხოლოდ მარტივი ბმებით ანუ ნახშირბადის თითოეული ატომი დაკავშირებულია წყალბადის ატომების მაქსიმალურ რაოდენობასთან (ანუ ნახშირბადი გაჯერებულია წყალბადით).

განასხვავებენ ციკლურ და წრფივ (არაციკლურ) ალკანებს.

წრფივი ალკანების ჯგუფური ზოგადი ფორმულაა: CnH2n+2 სადაც n არის მთელი რიცხვი.სექციების სია
1 ნომენკლატურა
2 ჰომოლოგიური რიგი და იზომერია
3 ბუნებაში გავრცელება და ფიზიკური თვისებები
4 ალკანთა ქიმიური რეაქციები

ნომენკლატურა

ალკანების კლასის პირველი წარმომადგენლებია
მეთანი/ეთანი/პროპანი/ბუტანი/პენტანი/ჰექსანი/ჰეპტანი/ ოქტანი/ნონანი/დეკანი/უნდეკანი/დოდეკანი
CH4/ C2H6/ C3H8/ C4H10/ C5H12/C6H14/ C7H16/ C8H18/ C9H20/ C10H22/C11H24/ C12H26

ალკანთა ზოგიერთი სხვა წარმომადგენელია :პენტადეკანი ცეტანი ეიკოზანი ტრიკოზანი
C15H32 C16H34 C20H42 C23H48

ჰომოლოგიური რიგი და იზომერია
ბუტანიდან (n=4) მოყოლებული შესაძლებელია ერთი და იმავე შედგენილობის ალკანის ატომთა ერთმანეთთან დაკავშირების ერთზე მეტი სქემის წარმოდგენა, ანუ ორ ან მეტ ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს ერთი და იგივე ქიმიური შედგენილობა. ამ მოვლენას იზომერია ეწოდება, ხოლო ერთი და იმავე შედგენილობის მაგრამ განსხვავებული აღნაგობის ნივთიერებებს იზომერები ეწოდებათ. იზომერთა რაოდენობა ძალიან სწრაფად იზრდება მოლეკულაში ნახშირბადის ატომთა რაოდენობის ზრდის კვალად. ალკანებისათვის რომელთა n = 1...12 იზომერთა რაოდენობა უდრის 1-ს, 1-ს, 1-ს, 2-ს, 3-ს, 5-ს, 9-ს, 18-ს, 35-ს, 75-ს, 159-ს და 355-ს.
ალკანთა ჰომოლოგიური რიგი:
მეთანი CH4/CH4
ეთანი CH3—CH3/C2H6
პროპანი CH3—CH2—CH3/C3H8
ნ-ბუტანი CH3—CH2—CH2—CH3/C4H10
ნ-პენტანიCH3—CH2—CH2—CH2—CH3/C5H12
ნ-ჰექსანი CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3/C6H14
ნ-ჰეპტანიCH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3/C7H16
ნ-ოქტანი CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3/C8H18
ნ-ნონანი CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C9H20
ნ-დეკანი CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3 C10H22



ეს განაპირობებს ორგანულ ნაერთთა მრავალფეროვნებას და იწვევს ალკანების (უფრო ზოგადად კი ორგანული ნაერთების) სახელდების მოწესრიგების საჭიროებას; აქედან გამომდინარე ალკანების ნომენკლატურა უკიდურესად თანმიმდევრული და ლოგიკურია.
ბუნებაში გავრცელება და ფიზიკური თვისებები
ბუნებაში ნახშირყალბადები ფართოდაა გავრცელებული ბუნებრივი აირისა და ნავთობის სახით. მათი წარმოშობა პრეისტორიული მცენარეების უჯრედისის (ცელულოზის) ფერმენტაციით აიხსნება.

ბუნებრივი აირი ძირითადად მეთანისაგან შედგება, ხოლო ნავთობი ნახშირწყალბადთა ნარევია (მათ შორის ალკანების CH4-დან C40H82-მდე).
ნახშირწყალბადთა დნობისა და დუღილის ემპრეტაურა იზრდება მოლეკულური მასისა და მთავარი ნახშირბადოვანი ჯაჭვის სიგრძის ზრდასთან ერთად
ნორმალურ პირობებში ალკანები CH4-იდან C4H10-ამდე — აირებია; C5H12-იდან C17H36-ამდე — სითხეები, ხოლო C18H38-ს მერე — მყარი სხეულები.

თხევადი და მყარი ალკანების სიმკვრივე მცირეა (დაახლოებით 0,7), სხვა ნახშირწყალბადების მსგავსად არც ისინი იხსნებიან წყალში, სამაგიეროდ კარგად ერევიან ორგანულ სითხეთა და უმრავლესობას და თავადაც კარგად ხსნიან მრავალ ორგანულ ნაერთს.
ალკანთა ქიმიური რეაქციები
ალკანები ქიმიურად საკმაოდ პასიური ნაერთებია, მათი პასიურობა გამოწვეულია ნახშირბადის ვალენტობის გაჯერებულობითა და C-C და C-H ბმათა შედარებითი სიმტკიცით:ბმათა სიმტკიცე ბმა ენერგია
C-C 82,6 კკალ/მოლ
C-H 100 კკალ/მოლ




ალკანები შედიან სხვადასხვა ქიმიურ რეაქციაში:
წვა : C-C ბმის (მოლეკულის ჩონჩხის) გაწყვეტა. განარჩევენ წვის ორ სახეობას :
სრულ წვას, რომლის შედეგადაც ვიღებთ წყალსა და ნახშირორჟანგს:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O
CnH2n+2 +((3n+1)/2)O2 = nCO2 + (n+1)2H2O
არასრულ წვას, რომლის შედეგადაც ვიღებთ წყალსა და მყარ ნახშირბადს (მაგ. ჭვარტლი)
CH4 + O2 = C + 2H2O
CnH2n+2 +((n+1)/2)O2 = nC + (n+1)2H2O
ჩანაცვლების რეაქცია : C-H ბმის გაწყვეტა და წყალბადის ჩანცვლება სხვა ელემენტის ატომით
მაგალითი: მეთანის ქლორირება - ჰალოგენირება
CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl (ქლორწყალბადისა და მონოქლორმეთანის წარმოქმნა)
CH3Cl + Cl2 = CH2Cl2 + HCl (ქლორწყალბადისა და დიქლორმეთანის წარმოქმნა)
CH2Cl2 + Cl2 = CHCl3 + HCl (ქლორწყალბადისა და ტრიქლორმეთანის ანუ ქლოროფორმის წარმოქმნა)
CHCl3 + Cl2 = CCl4 + HCl (ქლორწყალბადისა და ტეტრაქლორმეთანის წარმოქმნა)
დეჰიდროგენიზაციის რეაქცია: ორი C-H ბმის გაწყვეტის ხარჯზე ნახშირბადის ორ ატომს შორის ორმაგი ბმის წარმოქმნა ( C=C ), შედეგად მიიღება ალკენი.

წვის რეაქციას ქიმიურად დიდი მნიშვნელობა არ აქვს, მაგრამ ალკანების წვას აქვს ძალიან დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა, რამეთუ ეს რეაქცია ძალიან ეგზოთერმულია (სითბოს გამოყოფა), რაც ალკანების სათბობად და საწვავად გამოყენებას განაპირობებს.