الألكانات هي أبسط أنواع الهيدروكربونات وأكثرها أساسية في الكيمياء العضوية. تُعرف أيضًا باسم البارافينات، وهي مركبات تتكون بالكامل من ذرات الكربون والهيدروجين مع روابط أحادية فقط بين ذرات الكربون. تتميز الألكانات بتركيبها المشبع، مما يعني أنها لا تحتوي على روابط ثنائية أو ثلاثية، مما يجعلها مستقرة كيميائيًا نسبيًا. الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

الخصائص العامة للألكانات

1. الصيغة العامة: تتمثل الصيغة العامة للألكانات في CₙH₂ₙ₊₂، حيث "n" تمثل عدد ذرات الكربون. على سبيل المثال، الميثان (CH₄) هو أبسط ألكان، يليه الإيثان (C₂H₆)، والبروبان (C₃H₈)، وهكذا.

   

   الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

2. الروابط الأحادية: كما ذكرنا، تحتوي الألكانات على روابط أحادية فقط بين ذرات الكربون، مما يجعلها هيدروكربونات مشبعة.

   

   الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

3. قلة النشاط الكيميائي: بسبب طبيعة روابطها المشبعة، فإن الألكانات لا تتفاعل بسهولة مع معظم الكواشف الكيميائية، إلا في ظروف محددة مثل الاحتراق أو الهلجنة.

   

   الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

4. الخصائص الفيزيائية: تزداد نقطة غليان الألكانات مع زيادة عدد ذرات الكربون بسبب قوى فان دير فالس. الألكانات الصغيرة (مثل الميثان والإيثان) تكون غازات في درجة حرارة الغرفة، بينما تصبح سائلة ثم صلبة مع زيادة طول السلسلة الكربونية.

   الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

التسمية النظامية للألكانات

يتم تسمية الألكانات وفقًا لنظام IUPAC، حيث:
- تُستخدم البادئات لعدد ذرات الكربون (مثل "ميث-" لذرة كربون واحدة، "إيث-" لذرتين، "بروب-" لثلاث ذرات، إلخ).
- تُضاف اللاحقة "-ان" للإشارة إلى أن المركب ألكان.
- في حالة وجود فروع (مثل مجموعات الألكيل)، يتم ترقيم السلسلة الرئيسية وتحديد موقع الفرع.

الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

مثال:
- CH₄: ميثان
- C₂H₆: إيثان
- C₃H₈: بروبان
- C₄H₁₀: بيوتان

الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

الاستخدامات الصناعية للألكانات

تلعب الألكانات دورًا حيويًا في الصناعة والطاقة:
- الوقود: يستخدم الميثان (الغاز الطبيعي) والبروبان والبيوتان كوقود للتدفئة والطبخ.
- صناعة البتروكيماويات: تُستخدم الألكانات كمواد خام لإنتاج البلاستيك والمنظفات والعديد من المنتجات الأخرى.
- المذيبات: بعض الألكانات مثل الهكسان تستخدم كمذيبات في المختبرات والصناعات الكيميائية.

الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

التفاعلات الكيميائية للألكانات

على الرغم من أن الألكانات غير نشطة نسبيًا، إلا أنها تخضع لبعض التفاعلات المهمة:
1. الاحتراق: تتفاعل الألكانات مع الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون والماء، مع إطلاق كمية كبيرة من الطاقة (مثل احتراق الغاز الطبيعي).
2. الهلجنة: في وجود الضوء أو الحرارة، يمكن للألكانات التفاعل مع الهالوجينات (مثل الكلور) لتكوين هاليدات الألكيل.
3. التكسير الحراري: في الصناعة، يتم تكسير الألكانات الكبيرة إلى ألكانات وألكينات أصغر لزيادة إنتاج البنزين والمنتجات البترولية الأخرى.

الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات

الخلاصة

الألكانات هي مركبات أساسية في الكيمياء العضوية تتميز بتركيبها المشبع وروابطها الأحادية. تُستخدم على نطاق واسع في الصناعة والطاقة، وتُعد فهم خصائصها وتفاعلاتها أمرًا ضروريًا لدراسة الكيمياء العضوية وتطبيقاتها العملية.

الألكاناتهيهيدروكربوناتتحتويعلىرابطةفقطبينالذرات