قصة الالكانات و تسميتها

تنقسم الكيمياء إلى عدة فروع، وتعتبر الكيمياء العضوية من أبرز هذه الفروع، حيث تدرس الروابط بين الجزيئات التي تحتوي على الكربون والهيدروجين وسلوكها مع العناصر الأخرى مثل الأكسجين والسيليكون والنيتروجين والفسفور والكبريت، وتلعب هذه الفروع دورا هاما في الصناعات المختلفة مثل الطبية والطبيعية والمعدنية، حيث يتم إنتاج أصناف جديدة وتحديث الأصناف الموجودة بالفعل في هذه الصناعات.

ما هي الألكانات (CnH2n+2 )

الألكانات هي مركبات كيميائية عضوية تحتوي على هيدروكربون مشبع وتتكون من سلاسل غير حلقية أو مفتوحة، وتحتوي الجزيئات في هذه المركبات على أعلى نسبة من ذرات الهيدروجين وتحتوي على روابط أحادية.

تعرف الألكانات أيضًا باسم البرافينات أو سلاسل البرافينات، وهي التسميات التي تستخدم لوصف السلاسل الأحادية غير المتفرعة، وفي حالة التفرع تكون الأيزوبرافينات، وبشكل عام، تنتمي الألكانات إلى العائلة الإليفاتية.

تتألف جزيئات الألكانات من أكثر من 3 ذرات كربون، حيث يتم ترتيب تلك الذرات بأكثر من طريقة، مما يؤدي إلى وجود عدد من المركبات، وعمومًا تكون الألكانات العادية ذات تركيب خطي وغير متفرع، وبالنسبة لشدة المركبات، فإنها تزداد مع زيادة عدد ذرات الكربون.

تسمية الالكانات

في الكيمياء العضوية، هناك نظامان لعملية تسمية المركبات العضوية، ومع ذلك، يمكن أن تختلف التسمية من دولة إلى أخرى، ولكن بشكل عام هناك نظام دولي يعرف باسم الأيوباك لعملية التسمية والالكانت، وكما نعلم، هناك نوعان من المركبات العضوية: المتفرعة وغير المتفرعة.

تسمية الألكانات غير المتفرعة

يتم بدايةً تحديد أطول سلسلة متصلة من ذرات الكربون.

يتضمن هذا الإجراء ترقية الذرات، حيث يتم تحديد أحد الأطراف كنقطة بداية والاتجاه يتم ترقيمه حتى الوصول إلى الطرف الآخر، ويجب أن يتم اختيار الطرف الأقرب للتفرعات إذا وجدت كنقطة بداية لعملية الترقيم.

-القيام بتجديد المجموعات المتصلة بالسلسلة بالترتيب وبداية كتابة اسم الألكان كالتالي:

*قم بترقيم ذرات الكربون التي تتصل بمجموعات فرعية وإذا كان هناك أكثر من تفرع يتم كتابة أرقام التفرع بترتيب الترقيم في السلسلة الرئيسية (3,2- وليس 2,3-. 4,1- وليس 1,4 وهكذا.

إذا كان لدى الألكاناتاتصالًا بمجموعة ما أكثر من مرة، يتم استخدام البادئات التالية وفقًا لعدد مرات التكرار، مثل ثنائي، ثلاثي، رباعي.

*يجب تسمية المجموعة أو المجموعات المتصلة بالسلسلة بنفس ترتيبها حسب ترقيم السلسلة.

في النهاية، يجب كتابة اسم أطول سلسلة مستقيمة لإنهاء العملية.

عند قيامك بعملية تسمية الألكانات بشكل عام، يجب عليك التعرف على أسماء المجموعات المتصلة بالسلسلة، واتباع نفس الخطوات السابقة.

تسمية الألكانات المتفرعة

طبقًا لنظام الأيوباك تتم التسمية هنا كالآتي:

الهدف هو تحديد أطول سلسلة متصلة من ذرات الكربون.

يتم ترقيم ذرات الكربون بحيث تحصل الذرة المرتبطة بالمجموعة الجانبية على أصغر رقم ممكن.

يتم تحديد المجموعات عن طريق تحديد مواقع اتصالها بالسلسلة.

يتم كتابة الرقم الذي يشير إلى موقع اتصال المجموعة الجانبية بالسلسلة، ثم اسم المجموعة، ويتم فصل الرقم والاسم بخط قصير، وفي حالة وجود أكثر من مجموعة يتم الكتابة وفقًا لترتيب الأحرف الأبجدية.

عندما يتم ربط مجموعتين متماثلتين بالذرة الكربونية نفسها في السلسلة الكربونية، يستخدم مصطلح “ثنائي” حيث يتم وضع رقم الذرة الكربونية مرتين.

قصة الالكانات

توجد قصة طريفة يمكن بها التعرف على الالكانت الرئيسية وهي :

هناك بنتان أبناء أعمام هما إيثان وميثان تزوجتا من رجل يدعى بروبان، ثم أنجبت كل واحدة منهن بنت وسمي البنتان هكسان وهبتان، وبعد أن كبرت البنتان تقدم لخطبتهما شابان هما أوكتان ونونان، وقدموا لهما مهرًا عبارة عن ديكان، وتمثل تلك المجموعة أسماء العشر ألكانات الرئيسية ( ميثان، إيثان، بروبان، هكسان، هبتان، أوكتان، نونان، ديكان ).

الخواص الفيزيائية للالكانات

-غير قابلة للذوبان في الماء.

ذات كثافة أقل من كثافة الماء.

كلما زاد طول سلسلة الكربون الرئيسية وزاد وزن الألكانات الجزيئي، زادت درجة حرارةالانصهار والانحلال.

تكون الألكانات من CH4 إلى C4H10 في الحالة الغازية، وتكون من C5H12 إلى C17H36 في الحالة السائلة، أما التي تزيد عن C18H38 فتكون في الحالة الصلبة، وذلك في الظروف القياسية.

الخواص الكيميائية

بشكل عام، يتمتع الألكانات بنشاطية منخفضة نظرا للرابطة الأحادية ذات النوع سيجما، حيث تتميز هذه الرابطة بالاستقرار النسبي وصعوبة تكسيرها، كما أنها غير قطبية. عادة ما لا تتفاعل الألكانات مع الأحماض الألكيلية والفلزات والعوامل المؤكسدة، وربما يكون هذا الكسل هو السبب وراء تسمية الألكانات بالبرافينات، حيث أن الكلمة لاتينية وتشير إلى شقين بار وأفين، ومعناها اللفظي لا يوجد انجذا.

فيما يتعلق بالتفاعلات، يجب أن يتوفر كمية كبيرة من الأكسجين لتحدث عملية التفاعل في الألكانات، مما يساعد على كسر الرابطات القوية، وبذلك يتحول الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون، ويتحول الهيدروجين إلى ماء، بالإضافة إلى تحرر كمية كبيرة من الطاقة الحرارية.

استخدامات الالكانات

يوجد العديد من الاستخدامات التي تستخدم فيها الألكانات، منها الإضاءة والتدفئة والقوى المحركة، ويعود ذلك إلى الطاقة الحرارية التي تنتجها الألكانات وإذابة الزيوت والمواد الدهنية وتشحيم الآلات.