الألكاناتهيأبسطأنواعالهيدروكربوناتوأكثرهاأساسيةفيالكيمياءالعضوية.تُعرفهذهالمركباتبأنهاهيدروكربوناتمشبعة،ممايعنيأنهاتحتويفقطعلىروابطأحاديةبينذراتالكربون(C-C)وروابطبينالكربونوالهيدروجين(C-H).بسببطبيعتهاالمشبعة،تُعتبرالألكاناتمركباتمستقرةكيميائيًاولاتتفاعلبسهولةمعالموادالأخرىمقارنةًبالهيدروكربوناتغيرالمشبعةمثلالألكيناتوالألكاينات.الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذرات
التركيبالكيميائيللألكانات
تتبعالألكاناتالصيغةالعامةCₙH₂ₙ₊₂،حيث"n"تمثلعددذراتالكربونفيالجزيء.علىسبيلالمثال،الميثان(CH₄)هوأبسطالألكاناتويحتويعلىذرةكربونواحدةوأربعذراتهيدروجين.الإيثان(C₂H₆)يحتويعلىذرتيكربونوستذراتهيدروجين،وهكذا.
تتميزالألكاناتبوجودروابطسيجما(σ)القويةبينالذرات،ممايجعلهاأقلتفاعليةمقارنةًبالمركباتالتيتحتويعلىروابطثنائيةأوثلاثية.هذاالهيكلالجزيئيالبسيطيمنحالألكاناتخصائصفيزيائيةمميزة،مثلانخفاضدرجاتالغليانوالذوبانفيالماء.
التسميةالنظاميةللألكانات
يتمتسميةالألكاناتوفقًالنظامIUPAC(الاتحادالدوليللكيمياءالبحتةوالتطبيقية)،حيثتُضافاللاحقة"-ان"(-ane)إلىاسمالسلسلةالكربونية.علىسبيلالمثال:
-الميثان(Methane):CH₄
-الإيثان(Ethane):C₂H₆
-البروبان(Propane):C₃H₈
-البوتان(Butane):C₄H₁₀
عندوجودفروعفيالسلسلةالكربونية،يتماستخدامبادئاتمثل"ميثيل-"أو"إيثيل-"للإشارةإلىالمجموعاتالمتفرعة،معتحديدموقعهابأرقام.
الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذراتالخصائصالفيزيائيةوالكيميائية
- الحالةالفيزيائية:
- الألكاناتالصغيرة(منCH₄إلىC₄H₁₀)تكونغازاتفيدرجةحرارةالغرفة.
- الألكاناتالمتوسطة(منC₅H₁₂إلىC₁₇H₃₆)تكونسوائل.
الألكاناتالكبيرة(أكثرمنC₁₈H₃₈)تكونموادصلبةشمعية.
الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذراتالذوبان:
الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذراتالألكاناتغيرقطبية،لذافهيلاتذوبفيالماء(المذيبالقطبي)ولكنهاتذوبفيالمذيباتالعضويةمثلالبنزينوالأثير.
الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذراتتفاعلاتالاحتراق:
الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذرات- الألكاناتقابلةللاشتعالوتتفاعلمعالأكسجينلتكوينثانيأكسيدالكربونوالماء،ممايجعلهامصدرًامهمًاللطاقة(مثلالغازالطبيعيوالبنزين).
الاستخداماتالصناعيةللألكانات
تُستخدمالألكاناتفيالعديدمنالتطبيقاتالصناعيةواليومية،مثل:
-الوقود:الميثان(الغازالطبيعي)،البروبان،والبوتانتُستخدمفيالتدفئةوالطبخ.
-صناعةالبتروكيماويات:تُستخدمكموادخاملإنتاجالبلاستيكوالمنظفات.
-المذيباتالصناعية:مثلالهكسانفياستخلاصالزيوت.
الخلاصة
الألكاناتهيمركباتعضويةأساسيةتتميزبوجودروابطأحاديةفقطبينذراتالكربون.تُستخدمعلىنطاقواسعفيالصناعةبسبباستقرارهاالكيميائيوقدرتهاعلىالاحتراقبكفاءة.فهمخصائصهاوتفاعلاتهايساعدفيتطويرتطبيقاتجديدةفيمجالالطاقةوالكيمياءالصناعية.
الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةأحاديةفقطبينالذرات
