Propiedades químicas y físicas de los alcanos.

Los alcanos no son muy reactivos en comparación con otras especies químicas. Esto se debe a que los átomos de carbono de la red troncal en los alcanos han alcanzado su octeto de electrones formando cuatro enlaces covalentes (el número máximo permitido de enlaces bajo la regla del octeto, razón por la cual el número de valencia del carbono es 4). Estos cuatro enlaces formados por carbono en alcanos son enlaces sigma, que son más estables que otros tipos de enlace debido a la mayor superposición de orbitales atómicos de carbono con los orbitales atómicos de los átomos vecinos. Para hacer que los alcanos reaccionen, se necesita la entrada de energía adicional; ya sea a través del calor o la radiación.

Cuales son las propiedades químicas de los alcanos

La gasolina es una mezcla de los alcanos y, a diferencia de muchos productos químicos, puede almacenarse durante largos períodos y transportarse sin problemas. Solo cuando se enciende, tiene suficiente energía para seguir reaccionando. Esta propiedad dificulta que los alcanos se conviertan en otros tipos de moléculas orgánicas. (Hay solo algunas maneras de hacer esto). Los alcanos son también menos densos que el agua , como se puede observar, el petróleo, un alcano flota sobre el agua.

Los alcanos son disolventes no polares. Como solo están presentes átomos de C y H, los alcanos son no polares. Los alcanos son inmiscibles en agua pero libremente miscibles en otros disolventes no polares. Los alcanos formados por enlaces dipolares dipolares débiles no pueden romper el fuerte enlace de hidrógeno entre las moléculas de agua, por lo que no es miscible en agua. El mismo personaje también se muestra con alkenes. Debido a que los alcanos contienen solo carbono e hidrógeno, la combustión produce compuestos que contienen solo carbono, hidrógeno y / o oxígeno. Al igual que otros hidrocarburos, la combustión en la mayoría de las circunstancias produce principalmente dióxido de carbono y agua. Sin embargo, los alcanos requieren más calor para quemarse y no liberan tanto calor cuando se combustionan como otras clases de hidrocarburos. Por lo tanto, la combustión de alcanos produce concentraciones más altas de compuestos orgánicos que contienen oxígeno, como aldehídos y cetonas,

La fórmula general para alcanos es C N H 2 N + 2 ; el alcano más simple posible es por lo tanto metano, CH 4 . El siguiente más simple es etano, C 2 H 6 ; la serie continúa indefinidamente Cada átomo de carbono en un alcano tiene hibridación sp³.

Los alcanos también se conocen como parafinas, o colectivamente como la serie de parafina. Estos términos también se usan para alcanos cuyos átomos de carbono forman una sola cadena no ramificada. Los alcanos de cadena ramificada se llaman isoparafinas.

El metano a través del butano es un gas muy inflamable a temperatura y presión estándar (STP). El pentano es un líquido extremadamente inflamable que hierve a 36 ° C y los puntos de ebullición y puntos de fusión aumentan constantemente desde allí; El octadecano es el primer alcano que es sólido a temperatura ambiente. Los alcanos más largos son sólidos cerosos; cera de vela generalmente tiene entre C 20 y C 25 cadenas. A medida que la longitud de la cadena aumenta, finalmente llegamos al polietileno, que consiste en cadenas de carbono de longitud indefinida, que generalmente es un sólido blanco duro.

Reacciones
Los alcanos reaccionan muy poco con sustancias iónicas u otras sustancias polares. Los valores de pKa de todos los alcanos son superiores a 50, por lo que son prácticamente inertes a ácidos y bases. Esta inercia es la fuente del término parafinas (Latin para + affinis, con el significado aquí de “falta de afinidad”). En el petróleo crudo, las moléculas de alcano han permanecido químicamente sin cambios durante millones de años.

Sin embargo, las reacciones redox de los alcanos, en particular con oxígeno y los halógenos, son posibles ya que los átomos de carbono están en una condición fuertemente reducida; en el caso del metano, se alcanza el estado de oxidación más bajo posible para el carbono (-4). La reacción con oxígeno conduce a la combustión sin humo; con halógenos, sustitución. Además, se ha demostrado que los alcanos interactúan y se unen a ciertos complejos de metales de transición.

Los radicales libres, moléculas con electrones desapareados, juegan un papel importante en la mayoría de las reacciones de alcanos, como craqueo y reformación donde los alcanos de cadena larga se convierten en alcanos de cadena corta y alcanos de cadena lineal en isómeros de cadena ramificada.

En alcanos y cicloalcanos altamente ramificados, los ángulos de enlace pueden diferir significativamente del valor óptimo (109.5 °) para permitir suficiente espacio a los diferentes grupos. Esto causa una tensión en la molécula, conocida como impedimento estérico, y puede aumentar sustancialmente la reactividad. Lo mismo se prefiere para los alquenos también.

Propiedades Físicas de los alcanos

Los alcanos, en general, no son moléculas muy reactivas. Muestran poca reactividad a la mayoría de los reactivos orgánicos, pero reaccionan con algunas sustancias, principalmente oxígeno. Debido a esto, el término parafina se usa para referirse a un alcano que significa “poca afinidad”.

La reacción de alcanos con oxígeno es una de las reacciones más importantes en la sociedad. Los alcanos arderán en presencia de oxígeno para producir dióxido de carbono y agua. Las reacciones producen una gran cantidad de energía y los alcanos (así como muchos hidrocarburos) se utilizan como fuentes de combustible debido a esto. El gas natural (metano), por ejemplo, se usa para calentar casas en invierno y en hornos a gas.

Propiedades físicas de los alcanos

La reacción del gas natural (CH 4 ) con el oxígeno.

Los alcanos son moléculas no polares que solo tienen las fuerzas de dispersión de Londres como un medio para atraerse entre sí. Debido a esto, tienen puntos de fusión y ebullición relativamente bajos. Sin embargo, a medida que aumenta el tamaño del alcano, aumenta la fuerza de la fuerza de dispersión y los puntos de fusión y ebullición.

Propiedades químicas y físicas de los alcanos.
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