Alkane

Khái niệm và danh pháp 🔊

Alkane là hydrocarbon no, mạch hở, chỉ chứa liên kết đơn. Công thức chung \(C_nH_{2n+2}\) với n ≥ 1.

Danh pháp alkane phân nhánh: số chỉ vị trí nhánh – tên nhánh + tên mạch chính + ane. Mạch chính là mạch dài nhất, đánh số từ đầu gần nhánh hơn. Ví dụ CH₃-CH(CH₃)-CH₂-CH₃ là 2-methylbutane.

Tính chất vật lí 🔊

Ở điều kiện thường, alkane từ C₁ đến C₄ là chất khí, C₅ đến khoảng C₁₇ là chất lỏng, từ C₁₈ trở lên là chất rắn. Alkane không tan trong nước, nhẹ hơn nước; nhiệt độ sôi tăng theo số nguyên tử carbon.

Tính chất hoá học 🔊

Ở nhiệt độ thường, alkane khá trơ: không phản ứng với acid, base, chất oxi hoá mạnh như KMnO₄.

• Phản ứng thế halogen (chiếu sáng hoặc đun nóng): CH₄ + Cl₂ as→ CH₃Cl + HCl. Với alkane từ C₃, nguyên tử H ở carbon bậc cao dễ bị thế hơn.
• Cracking: bẻ gãy mạch carbon dài thành mạch ngắn: C₄H₁₀ t°, xt→ CH₄ + C₃H₆.
• Reforming: chuyển alkane mạch không nhánh thành mạch nhánh hoặc mạch vòng để tăng chỉ số octane của xăng.
• Phản ứng cháy toả nhiều nhiệt: CH₄ + 2O₂ → CO₂ + 2H₂O.

Ứng dụng: nhiên liệu (khí thiên nhiên, khí gas hoá lỏng chứa propane và butane, xăng, dầu), nguyên liệu tổng hợp hoá chất. Đốt cháy không hoàn toàn tạo khí độc CO.