Alkanlar nedir?

Alkanlar nedir?

    Alkanlar, tek bağlı karbon ve hidrojen atomlarından oluşan organik bileşiklerdir. Formülü C_nH_2n+2 olan alkanlar üç gruba ayrılır: zincirli alkanlar, sikloalkanlar ve dallanmış alkanlar.

Doymuş hidrokarbonlar olarak alkan

• Alkanlar, tek kovalent bağlara sahip karbon ve hidrojen atomları içeren bir dizi bileşiktir. Bunlar doymuş hidrokarbonlar olarak bilinir. Bu bileşik grubu, tek kovalent bağlara sahip karbon ve hidrojen atomlarından oluşur. Ayrıca moleküler formülü C_nH_2n+2 olan homolog bir seri içerir.
• Alkanlar, en basit hidrokarbon ailesidir. Sadece karbon ve hidrojen içerirler. Her karbon atomu dört bağ oluşturur ve her hidrojen atomu bir bağ oluşturur. Kimyagerler, yoğunlaştırılmış yapısal formüllerden daha kolay ve daha hızlı çizildikleri için çizgi açısı formülleri kullanırlar. Alkanlar için yapısal formüller başka bir yoğunlaştırılmış biçimde yazılabilir.

    Basit alkan metan, bir karbon atomu ve CH₄ içerir moleküler formülü olarak. Bu bileşik yalnızca tek kovalent bağlara sahip olduğundan, yapısal formülü şöyledir:

    Uzun zincirli bir alkan molekülünde, tek bir kovalent bağ yardımıyla ek karbon atomları birbirine bağlanır. Her atom, toplam dört tek kovalent bağ geliştirmek için yeterli hidrojen atomlarına bağlanır. Bu uzun zincirli yapı oktan olarak bilinir. Sekiz karbonlu bir alkan, moleküler bir formüle sahiptir -  C₈H₁₈ ve yapısal formül  -

Alkanlar ve yapıları listesi

    Moleküler formülü ve yapıları ile bazı Alkanların listesi aşağıda verilmiştir.

Alkanlar Listesi	Moleküler formül	Yapı
Metan	(CH4)
Etan	(C2H6)
Propan	(C3H8)
Bütan	(C4H10)
Pentan	(C5H12)
Hekzan	(C6H14)
Heptan	(C7H16)
Oktan	(C8H18)
Nonane ( Olmayan Şey )	(C9H20)
Deka	(C10H22)

Alkanların Fiziksel Özellikleri

1. Alkanların Çözünürlüğü

• Karbon ve hidrojen arasındaki elektronegatiflik farkının çok az olması ve C-C bağının veya C-H bağının kovalent doğası nedeniyle, alkanlar genellikle polar olmayan moleküllerdir.
• Genel olarak gözlemlediğimiz gibi, polar moleküller polar çözücülerde çözünürken, polar olmayan moleküller polar olmayan çözücülerde çözünür. Bu nedenle, alkanlar doğada hidrofobiktir, yani alkanlar suda çözünmezler.
• Bununla birlikte, mevcut Van Der Waals kuvvetlerinin üstesinden gelmek ve yeni Van Der Waals kuvvetleri oluşturmak için gereken enerji oldukça karşılaştırılabilir olduğundan, organik çözücülerde çözünürler.

2. Alkanların Kaynama Noktası

• Moleküller arası Van Der Waals kuvvetleri, molekülün moleküler boyutunun veya yüzey alanının artmasıyla arttıkça şunları gözlemleriz:
• Alkanların kaynama noktası, artan moleküler ağırlık ile artar,
• Düz zincirli alkanların, yapısal izomerlerine kıyasla daha yüksek bir kaynama noktasına sahip oldukları gözlemlenmiştir.

3. Alkanların Erime Noktası

• Alkanların erime noktası, kaynama noktalarıyla aynı eğilimi takip eder, yani moleküler ağırlıktaki artışla artar.
• Bu, daha yüksek alkanların katı olduğu ve aralarındaki moleküller arası çekim kuvvetlerinin üstesinden gelmenin zor olduğu gerçeğine atfedilir.
• Çift sayılı alkanlar katı fazda iyi bir şekilde paketlenerek kırılması zor iyi organize edilmiş bir yapı oluşturduğundan, genellikle çift sayılı alkanların erime noktasında tek sayılı alkanlara kıyasla daha yüksek bir eğilime sahip olduğu gözlemlenir.

Alkan Formülü ve Yoğunlaştırılmış Yapıları

    Alkanlar için yapısal formüller yoğunlaştırılmış biçimde yazılabilir. Örneğin, pentanın yapısal formülü üç CH₂ içerir zincirin ortasındaki metilen grupları. Bunları bir arada gruplandırabilir ve yapısal formülü yazabiliriz. Dallanmamış zincire sahip ilk beş alkan formülü aşağıda tablo halinde verilmiştir.

    Her köşe ve çizgi ucunun bir karbon atomunu ve her çizginin bir bağı temsil ettiği yapısal formüller çizmenin kısaltılmış bir yolu.

Alkan Formül Kimyası

    Organik bileşiklerin formülleri, çeşitli karmaşıklık seviyelerinde bilgi sunar. Oktan gibi moleküler formüller, bir bileşiğin molekülündeki her bir atom türünün sayısını verir. C₈H₁₈'in moleküler formülü, her biri benzersiz kimyasal, fiziksel ve toksikolojik özelliklere sahip birkaç alkan için geçerli olabilir. Bu farklı bileşikler, bir moleküldeki atomların düzenlenme sırasını gösteren yapısal formüllerle belirlenir. Aynı moleküler, ancak farklı yapısal formüllere sahip bileşiklere yapısal izomerler denir.

    Çoğu organik bileşik alkanlardan elde edilebilir. Ek olarak, organik moleküllerin birçok önemli kısmı, temel organik moleküle ikame edici olarak bağlanmış bir veya daha fazla alkan grubu, eksi bir hidrojen atomu içerir. Bu faktörlerin bir sonucu olarak, birçok organik bileşiğin isimleri alkanlara dayanmaktadır.

Dallı Zincirli Alkan Formülü

    Diğer organik bileşiklerde olduğu gibi, alkanlardaki karbon atomları düz zincirler, dallı zincirler veya halkalar oluşturabilir. Bu üç tür alkan, düz zincirli alkanlar, dallı zincirli alkanlar ve sikloalkanlardır. Düz ve dallı zincirli alkanlar için alkanın genel moleküler formülü C_nH_2n+2 ve sikloalkanlarınki C_nH_2n'dir.

    Örneğin diyagramda, dört hidrokarbon molekülünün her biri 8 karbon atomu içerir. Moleküllerden birinde, tüm karbon atomları düz bir zincirde ve ikisinde dallı zincirler halindeyken, dördüncüsünde karbon atomlarının 6'sı bir halkadadır.

Alkil Grupları

    Halojen gibi bir ikame edici bir alkan molekülüne bağlandığında, molekülün bir karbon-hidrojen bağı bir karbon ikame edici bağına dönüştürülür. Bir örnekle anlaşılabilir - Metan klor ile reaksiyona girdiğinde klorometan olarak bilinen yeni bir bileşik oluşur. Yeni bileşik bir CH₃'den oluşur bir klor atomuna bağlı grup.

    Hidrojene sahip bir alkan bir bağdan çıkarıldığında buna alkil grubu denir. Bu Alkil grubu genellikle X harfi ile temsil edilen halojenlerle aynıdır. İşte şu şekilde genelleştirilebilecek bir metan-klor reaksiyonu

Sıkça Sorulan Sorular – SSS

1. İlk dört alkan nedir?

    Metan ( CH₄ ), etan ( C₂H₆ ), propan ( C₃H₈ ) ve bütan ( C₄H₁₀ ) ilk dört alkandır. Moleküler formülü CH₄ olan metan gazı en basit alkandır.

2. Alkanlar nasıl sınıflandırılır?

    Alkanlar tek bağlı hidrokarbon atomlarıdır. Üç tip alkan mevcuttur: doğrusal, düz alkanlar, dallı alkanlar ve sikloalkanlar.

3. Alkan fonksiyonel bir grup mudur?

    Genellikle, alkanlar fonksiyonel gruplar olarak kabul edilmez; daha ziyade, bir alkan, fonksiyonel gruplardan yoksun bir bileşiktir. Bir karbon-karbon çift bağı, bir alkendeki fonksiyonel bir gruptur.

4. Alkinin genel formülü nedir?

    Homolog bir seride alkinler, genel moleküler formülü C_nH_2n-2 olan bileşiklerdir.

5. En basit alkin nedir?

    Alkinler, üçlü bağ karbon-karbon hidrokarbonlardır. Herhangi bir geometrik veya optik izomerizm göstermezler. Sıklıkla asetilen olarak bilinen etin ( HC≡CH ), sağda gösterildiği gibi en kolay alkindir.