Alkani su zasićeni ugljikovodici, tj. oni koji ne poseduju višestruke veze između atomaugljenika. Razlika između metana i etana
je samo u jednoj CH2 grupi. Razlika između svakog sledećeg alkana je takođe u jednoj CH2 grupi. Takav tip hemijskih jedinjenja čiji se susedni članovi razlikuju za pojednu grupu (u ovom slučaju za CH2 grupu) naziva se homologi red
Skelet ugljenikovih atoma alkana može da bude:
Prost
Razgranat
Cikličan
Ime zasićeni ugljovodonici potiče od činjenice da alkani ne podležu nikakvoj adicionoj reakciji. Alkani su dosta hemijski nereaktivni, podležu reakciji samo u ekstremnim slučajevima (visoka temperatura i pritisak). Generalno se izdvajaju tri tipa reakcije kojima podležu alkani:
3. Krakovanje (piroliza) alkana - Na temperaturama višim od 500 °C (u odsustvu kiseonika) alkani se razlažu (raskidaju se C−C i C−H veze). Npr. iz etana se dobijaju eten i vodonik. Alkani sa većim brojem ugljenikovih atoma se mogu razlagati na više načina:
(etan)
CH3CH3 → CH2=CH2 + H2
(propan)
CH3CH2CH3 → CH3CH=CH2 +H2
CH3CH2CH3 → CH2=CH2 +CH4
Opšta formula alkana je: CnH2n+2;
Iako imaju istu molekulsku formulu neki alkani imaju različite strukturne formule. Primer za to su npr. Butan i Izobutan (2-metil propan) koji imaju istu molekulsku formulu ali se razlikuju po strukturi. Takva pojava da jedno ili više jedinjenja imaju istu molekulsku formulu a različitu strukturnu (samim tim i različite osobine) naziva se izomerija
Nomenklatura alkana
U prošlosti, dok je postojao mali broj organskih jedinjenja, svako je imalo svoje ime. Međutim kako je broj organskih jedinjenja rastao, postalo je jasno da je potreban novi sistem po kome će ime organskih jeidnjenja da pokazuje sastav i strukturu tog organskog jedinjenja. Takav sistem je usvojen 1892. godine u Ženevi. Od tog vremena on se neprestano dopunjava na sastancima komisije za nomenklaturu Internacionalne unije za čistu i primenjenu hemiju (IUPAC). Odluke IUPAC-a poštuju sve zemlje sveta. Pravila IUPAC-a su veoma prosta, ime organskog jedinjenja je ustvari opis njegove strukture: jedan deo imena opisuje ugljenikov skelet, a drugi funkcionalne grupe koje su za taj skelet vezane.
Prva četri člana homologog niza nose nazive metan, etan, butan i propan. Od alkana sa pet ugljenikovih atoma, imena se dobijaju kada se na grčki broj koji označava broj ugljenikovih atoma doda nastavak an.
struktura n-alkana
Izomerni alkani sa bočnim nizom u prošlosti su dobijali imena tako što se ispred imena alkana doda prefiks (izo, neo...) kao na primer izobutan. Međutim pošto kod alkana sa velikim brojem ugljenikovih atoma postoji mnogo izomera prihvaćeno je da se izomeri sa račvastim nizom nazivaju kao derivati alkana sa normalnim nizom. Na primer izobutan se smatra derivatom propana tj. on nosi ime kao propan kod koga je jedan vodonikov atom na srednjem ugljenikovom atomu zamenjen CH3 grupom.
Po IUPAC-ovoj nomenklaturi imena alkana se izvode po sledećim pravilima:
imena alkana se završavaju isključivo na an
imena račvastih alkana se izvode tako što se oni smatraju derivatima alkana sa n- nizom, dok se za alkan iz koga se izvode uzima onaj koji ima najduži normalan niz; ugljenikovi atomi se numerišu tako da je ugljenikov atom koji se račva obeležen najmanjim mogućim brojem.
imena alkil grupa se stavljaju ispred imena alkana a njihov položaj se označava brojem ugljenikovog atoma na koji su vezani.
Tako da po novoj nomenklaturi izobutan nosi naziv 2-metil propan.
Imena alkana od 1 do 100 atoma ugljenika u molekulu
1%9 met an
2%9 et an
3%9 prop an
4%9 but an
5%9 pent an
6%9 heks an
7%9 hept an
8%9 okt an
9%9 non an
10%9 dek an
11%9 un dek an
12%9 do dek an
13%9 tri dek an
14%9 tetra dek an
15%9 penta dek an
16%9 heksa dek an
17%9 hepta dek an
18%9 okta dek an
19%9 nona dek an
20%9 ej dek an
21%9 hen ej dek an
22%9 do dek an
23%9 tri dek an
24%9 tetra dek an
25%9 penta kos an
26%9 heksa kos an
27%9 hepta kos an
28%9 okta kos an
29%9 nona kos an
30%9 tria kont an
31%9 hen tria kont an
32%9 do tria kont an
33%9 tri tria kont an
34%9 tetra tria kont an
35%9 penta tria kont an
36%9 heksa tria kont an
37%9 hepta tria kont an
38%9 okta tria kont an
39%9 nona tria kont an
40%9 tetra kont an
41%9 hen tetra kont an
42%9 do tetra kont an
43%9 tri tetra kont an
44%9 tetra tetra kont an
45%9 penta tetra kont an
46%9 heksa tetra kont an
47%9 hepta tetra kont an
48%9 okta tetra kont an
49%9 nona tetra kont an
50%9 penta kont an
51%9 hen penta kont an
52%9 do penta kont an
53%9 tri penta kont an
54%9 tetra penta kont an
55%9 penta penta kont an
56%9 heksa penta kont an
57%9 hepta penta kont an
58%9 okta penta kont an
59%9 nona penta kont an
60%9 heksa kont an
61%9 hen heksa kont an
62%9 do heksa kont an
63%9 tri heksa kont an
64%9 tetra heksa kont an
65%9 penta heksa kont an
66%9 heksa heksa kont an
67%9 hepta heksa kont an
68%9 okta heksa kont an
69%9 nona heksa kont an
70%9 hepta kont an
71%9 hen hepta kont an
72%9 do hepta kont an
73%9 tri hepta kont an
74%9 tetra hepta kont an
75%9 penta hepta kont an
76%9 heksa hepta kont an
77%9 hepta hepta kont an
78%9 okta hepta kont an
79%9 nona hepta kont an
80%9 okta kont an
81%9 hen okta kont an
82%9 do okta kont an
83%9 tri okta kont an
84%9 tetra okta kont an
85%9 penta okta kont an
86%9 heksa okta kont an
87%9 hepta okta kont an
88%9 okta okta kont an
89%9 nona okta kont an
90%9 nona kont an
91%9 hen nona kont an
92%9 do nona kont an
93%9 tri nona kont an
94%9 tetra nona kont an
95%9 penta nona kont an
96%9 heksa nona kont an
97%9 hepta nona kont an
98%9 okta nona kont an
99%9 nona nona kont an
100%9 hekt an
Nalaženje i dobijanje
Alkani se u velikim količinama mogu naći u nafti i u prirodnom gasu (metan, etan, propan, butan). Metan nastaje usled truljenja organskih materija i može se naći u močvarama, a ima ga i u rudnicima. Metan u rudnicima prestavlja veoma veliku opasnost jer kada se naiđe na njegove zalihe može da izazove eksploziju.
Listovi karfiola, kupusa, kao i kora jabuke u sebi sadrže alkan C29H60 koji služi kao zaštita od gubitka od vlage, dok većina drugih biljaka kao zaštitu koristi biljne voskove koji su po sastavu estri.
Alkani se mogu dobiti iz raznih jedinjenja redukcijom. U labaratoriji se metan dobija zagrevanjem natrijum-acetata sa natrijum hidroksidom:
CH3COONa + NaOH → CH4 + Na2CO3
Fizičke osobine
Fizičke osobine alkana zavise od nekoliko faktora. Prvi i najvažniji je broj ugljenikovih atoma. Drugi je struktura niza.
Pod normalnim uslovima alkani koji sadrže od 1 do 4 ugljenikovih atoma i oni su su u gasovitom agregatnom stanju, alkani koji sadrže od 5 do 17 ugljenikovih atoma i oni su u tečnom agregatnom stanju, a sa preko 18 su u čvrstom.
