خصائص الألكانات و أسهل طريقة لحفظها

نقوم في مقالتنا اليوم بالحديث عن الكيمياء، وهي واحدة من أهم العلوم الشاملة للبشرية، وسنتحدث بشكل خاص عن الألكانات في الكيمياء العضوية، ومن ثم سننتقل إلى موضوعنا وهو أسهل الطرق التي يمكننا من خلالها حفظ الألكانات.

تعريف علم الكيمياء

يتعتمد علم الكيمياء على دراسة العناصر والمواد الكيميائية والعلاقات المتبادلة بينها. يهتم علم الكيمياء بدراسة تركيب المواد والتغيرات التي تحدث لها، وكذلك الطاقة التي تنشأ من هذه التفاعلات والتغيرات المصاحبة لها.

يمكن تعريف الكيمياء على أنها العلم الذي يدرس المادة وخصائصها وتركيبها وسلوكها وبنيتها الخاصة والتدخلات التي تحدث بها، وبعض العلماء يطلقون عليها اسم العلم المركزي، بسبب قدرة الكيمياء على ربط الفيزياء والعديد من العلوم الطبيعية المختلفة مثل الجيولوجيا والأحياء والفلك.

وللكيمياء العديد من الأنواع مثل : تتكون الكيمياء من عدة فروع مثل الكيمياء العضوية والكيمياء الغير عضوية والكيمياء الحيوية والكيمياء التحليلية والكيمياء الفيزيائية والكيمياء الكمية والكيمياء الحركية والكيمياء الحرارية والكيمياء الإحصائية.

أهم المصطلحات في الكيمياء

–الذرة هي البنية الأساسية للمادة، و تتكون من: النيترونات و البروتونات والإلكترونات.
–العنصر هو مادّة مكوّنة من ذرات، ويمتلك العنصر عدد من البروتونات الموجود بداخل نواة الذرة.

–المركّب الكيميائي يتكون من مجموعة عناصر، وكل عنصر متواجد في المركب بنسبة محددة، فالماء مثلا يتكون من ذرة أكسجين واحدة و ذرتين هيدروجين.

–الجزيء يعتبر هو أصغر الأجزاء في المادة، و من خصائص الجزئ أنه غير قابل للانقسام.

الكيمياء العضوية

تهتم الكيمياء العضوية بدراسة المركبات والجزيئات التي تحتوي على الكربون والهيدروجين والروابط بينها وكيفية تفاعلها مع عناصر أخرى مثل الأكسجين والنيتروجين والسيليكون والفسفور والكبريت، وذلك للتحكم في التفاعلات الكيميائية المتولدة منها من حيث اللون والتركيب والبنية للمركب الناتج عن هذا التفاعل.

تستخدم الكيمياء العضوية أيضا في مجالات الصناعات الطبية وتطوير مواد طبيعية جديدة أو تحسين المواد القائمة. تستخدم الكيمياء العضوية في صناعة المعادن، وتسمى أيضا الكيمياء العضوية المعدنية، حيث يتم دمجها مع صناعة المعادن. كما تهتم بدراسة المركبات التي تحتوي على ذرات الكربون المرتبطة بالمعادن الأخرى.

تعريف الألكان

تُعد الألكانات في الكيمياء العضوية عبارة عن هيدروكربونات مشبعة تتألف من سلسلة غير حلقية مفتوحة، ويتميزون بأن جزئهم مملوء بالحد الأقصى من الهيدروجين، مما يعني عدم وجود روابط ثنائية فيها.

يُعرف الألكانات أيضًا باسم البرافينات أو سلسلة البارافينات، ويمكن استخدام هذه المصطلحات مع الألكينات والتي تتكون من ذرات الكربون ذات السلاسل الأحادية غير المتفرعة، وإذا وجدت تفرعات في سلاسل الألكانات فيُطلق عليها اسم الأيزوبرافينات. وتنتمي الألكانات إلى المركبات العضوية الأليفاتية.

خواص الالكانات

الخواص الفيزيائية للألكانات

-لا تذوب الألكانات في الماء.
-الألكانات كثافتها أقل من الماء.
تزداد درجة انصهار وغليان الالكانات بشكل عام كلما زاد طول سلسلة الكربون ووزن الجزيئات.
تكون الألكانات من CH4 إلى C4H10 في الحالة الغازية تحت الظروف الصعبة، بينما تكون الألكانات من C5H12 إلى C17H36 في الحالة السائلة، وتكون الألكانات من بعد C18H38 في الحالة الصلبة.

الخواص الكيميائية للالكانات

تفاعل الاحتراق

تتفاعل الالكانات مع كميات كبيرة من الأكسجين بحيث تنكسر كل من روابط التي بين الهيدروجين والكربون (C-H) والروابط التي بين ذرتي الكربون والكربون (C-C) وتحول الهيدروجين إلى ماء وتتحول ذرات الكربون إلى ثاني اكسد الكربون، وينتج عن هذا التفاعل كميات طاقة كبيرة جداً وهي طاقة حرارية يتم الاستفادة منها في مجالات كثيرة مثل التدفئة واحتراق أنواع شتى من الوقود المختلفة لتحريك الآلات ولتوليد الكهرباء ولتشغيل القطارات والسيارات والمصانع ، ويمكن أن نمثل تفاعل الالكانات  بهذه المعادلة (CH4+2O2→CO2+2H2O+Energy) ويتم هذا التفاعل في وجود لهب.

تفاعل الهلجنة

يتم إنتاج مركب كلوريد أو بروميد الألكيل عندما تتفاعل الألكانات مع الكلور أو البروم في وجود حرارة أو ضوء كمصدر للطاقة، ويمكن تمثيل هذه العملية بالمعادلة التالية (C2H6+Cl2→C2H5Cl+2H2O+HCl).

في وجود الضوء والحرارة نلاحظ في هذه المعادلة أن التفاعل قام بكسر الرابط بين ذرتي الكربون والهيدروجين في جزيء الايثان وقام كذلك بتكثير ذرات الكلور في غاز الكلور بسبب الطاقة الحرارية أو الطاقة الضوئية مثل ضوء الشمس مثلاً، ومن التفاعل تم ربط الكربون بالكلور من ناحية والكلور والهيدروجين من ناحية أخرى، أي ان هذا التفاعل سبب تبادل بين بين ذرة الكلور الموجودة في جزئ الكلور والهيدروجين الموجود في جزئ الالكان.

يمكن لهذا التفاعل الاستمرار حتى يتم استبدال جميع ذرات الهيدروجين في الألكان، مما يؤدي إلى تكوين العديد من المنتجات المختلفة التي يمكن استخدامها في العديد من التطبيقات المختلفة المرتبطة بدراسة الميثان وتفاعلاته.

أسماء الالكانات وأسهل طرق حفظها

فيما يلي سنذكر اسم الالكان  وصيغته

-ميثان CH4
-إيثان C2H6
-بروبان C3H8
-بوتان C4H10
-بنتان  C5H11
-هكسان C6H14
-هبتان  C7H15
-اوكتان C8H18
-نونان C9H20
-ديكان C10H22

قصة تسهل عملية حفظ اسماء الالكانات

تدور القصة عن فتاتين هما ميثان وإيثان، تزوجتهما رجل يدعى بروبان وأقام في بيتين، وأنعم الله عليه بابنتين سماهما هكسان وهبتان، وتقدم رجلان للزواج منهما وهما أوكتان ونونان وقدما لهما مهرًا بقيمة ديكان