Cos'è alcano?

Alcani

Gli alcani sono idrocarburi saturi aciclici (cioè senza anelli) costituiti unicamente da atomi di carbonio e idrogeno, legati tra loro da soli legami singoli σ (sigma). La formula generale degli alcani è CₙH₂ₙ₊₂ dove n è il numero di atomi di carbonio nella molecola.

Caratteristiche Principali

• Saturazione: Gli alcani sono saturi, il che significa che ogni atomo di carbonio è legato al massimo numero possibile di atomi di idrogeno.
• Legami Singoli: Contengono solo legami singoli carbonio-carbonio (C-C) e carbonio-idrogeno (C-H).
• Apolarità: A causa della simile elettronegatività del carbonio e dell'idrogeno, i legami C-H sono considerati apolari. Di conseguenza, gli alcani sono nel complesso molecole non polari. Questo influisce sulle loro proprietà fisiche come i punti di ebollizione bassi.
• Reattività: Gli alcani sono relativamente inerti dal punto di vista chimico a temperatura ambiente. Reagiscono con l'ossigeno nella combustione e possono subire reazioni di alogenazione in presenza di luce ultravioletta.

Nomenclatura

La nomenclatura degli alcani segue le regole IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry). I nomi degli alcani lineari (a catena diritta) terminano con il suffisso "-ano". Esempi: metano (CH₄), etano (C₂H₆), propano (C₃H₈), butano (C₄H₁₀), pentano (C₅H₁₂). Gli alcani ramificati vengono nominati identificando la catena principale più lunga e nominando i sostituenti (gruppi alchilici) legati a questa catena.

Isomeria

Gli alcani con quattro o più atomi di carbonio possono esistere come isomeri strutturali, ovvero molecole con la stessa formula molecolare ma con diversa connettività degli atomi. Ad esempio, il butano (C₄H₁₀) esiste come butano lineare e isobutano (2-metilpropano).

Proprietà Fisiche

• Stato di aggregazione: Gli alcani più piccoli (da C₁ a C₄) sono gas a temperatura ambiente, quelli intermedi (da C₅ a C₁₇) sono liquidi, e quelli più grandi sono solidi.
• Punto di ebollizione: I punti di ebollizione degli alcani aumentano all'aumentare della massa molecolare a causa dell'aumento delle forze di van der Waals (forze di dispersione di London). Gli alcani ramificati hanno punti di ebollizione leggermente inferiori rispetto agli alcani lineari con lo stesso numero di atomi di carbonio, a causa della minore superficie di contatto.
• Solubilità: Gli alcani sono insolubili in acqua a causa della loro apolarità e della loro incapacità di formare legami idrogeno con l'acqua. Sono solubili in solventi organici non polari.

Fonti e Usi

Gli alcani sono una componente importante del petrolio e del gas naturale. Vengono utilizzati come combustibili (metano, propano, butano), solventi, lubrificanti e come materie prime per la produzione di una vasta gamma di prodotti chimici.