الألكانات

الكانات

Alkanes - Alcanes

الألكانات

الألكانات alkanes فحوم هدروجينية مشبعة غير حلقية acyclic صيغتها العامة CnH_2n+2. ويرمز لها أحياناً بالرمز العام RH حيث R جذر ألكيل، ويطلق على الألكانات أيضاً اسم بارافينات paraffins بسبب خمولها وتعذر اتحادها بالانضمام مع عناصر أخرى.

تسميتها

تسمى الألكانات ذات السلسلة الخطية، أي غير المتشعبة، بإضافة السابقة prefix الدالة على عدد ذرات الكربون إلى المقطع "آن" ane. إلاّ أن الأفراد الأربعة الأولى من الألكانات احتفظت بأسمائها الأصلية. وفيما يلي أسماء الألكانات العشرة الأولى وصيغها:

ميتان:    CH₄

إيتان:    C₂H₆

بروبان:  C₃H₈

بوتان:   C₄H₁₀

بنتان:    C₅H₁₂

هكسان:  C₆H₁₄

هبتان:   C₇H₁₆

أوكتان: C₈H₁₈

نونان:   C₉H₂₀

دِكان:    C₁₀H₂₂

ومنعاً لأي التباس، وللدلالة على أن الألكانات ذات سلسلة غير متشعبة، يُتبع غالباً اسم المركب بكلمة نظامي normal، فالمركب CH₃.CH₂.CH₂.CH₃ مثلاً يدعى البوتان النظامي (أو n ـ بوتان).

تسمى الألكانات ذات السلسلة المتشعبة بأن يسبق اسم أطول سلسلة فيها بأسماء الجذور المتوضعة عليها. ويُدَل على موضع كل جذر منها برقم كربون السلسلة المتوضع عليه الجذر. وتنتخب جهة ترقيم السلسلة بحيث يكون مجموع الأرقام الناتجة أصغر ما يمكن، فالمركب:

يدعى ميتيل-2 ميتيل-3 هكسان، لأن أطول سلسلة فيه هي الحاوية 6 ذرات كربون، وتحمل جذري ميتيل على ذرتي الكربون رقم 2 و3، ويمكن أن يطلق على المركب المذكور أيضاً اسم (دي ميتيل -2 ،3 هكسان). أما المركب

فيدعى (دي ميتيل -3 ، 3 إيتيل -4هكسان)، ولايسمى (دي ميتيل -4 ، 4إيتيل -3 هكسان) لأن مجموع الأرقام في الحالة الثانية أكبر من مجموعها في الحالة الأولى.

وجودها في الطبيعة

توجد الألكانات بكميات كبيرة على هيئة مكامن من الغاز الطبيعي والنفط؛ فالغاز الطبيعي يشكل الميتان القسم الأكبر منه، أما النفط فيحوي مزيجاً معقداً من الفحوم الهدروجينية، من C₁ إلى C₄₀ تقريباً. ويتعذر عملياً استحصال فحم هدْروجيني نقي من النفط الخام (باستثناء الحدود الستة الأولى) وذلك بسبب تقارب درجة غليان حدّيْن متتاليين.

تحضيرها

يمكن تحضير الألكانات بإحدى الطرائق الآتية:

1) ـ هدرجة الفحوم الهدروجينية الإيتيلينية أو الأسيتيلينية بالهدْروجين، بوجود حفّاز catalyst، وذلك بإمرار مزيج غازي من الفحم الهدْروجيني والهدْروجين على مسحوق النيكل المسخّن بدرجة 150 ـ200ْ:

2) ـ تفكيك المركبات العضوية للزنك والمغنزيوم بالماء:

3) ـ إرجاع المركبات العضوية الأُكسيجينية، كالألدهيدات أو الكيتونات، بالهدروجين:

4) ـ تفكيك الحموض العضوية بالحرارة thermolysis بوجود القلويات:

وتعطي هذه الطريقة مراديد رديئة جداً باستثناء الحالة التي يكون فيها R ميتيلاً CH₃.

5) ـ طريقة فورتز Wurtz وتعد أقدم الطرائق الاصطناعية، وهي ذات أهمية نظرية كبيرة. وقوامها تسخين يود الألكيل RI في أنبوب مختوم بوجود الصوديوم:

خواصها الفيزيائية

الألكانات أجسام غازية أو سائلة أو صلبة، وذلك بحسب عدد ما تحويه من ذرات الكربون. فأفرادها الأربعة الأولى غازية، والتي تليها حتى C₁₇H₃₆ سائلة، والتي تلي هذا الأخيـر صلبة. وترتفع درجة غليان الألكانات بازدياد وزنها الجزيئي وكذلك درجة الانصهار. ولا تنحل الألكانات في الماء، وتنحل في الغول والإيتر. وكثافة الألكانات جميعها أصغر من كثافة الماء.

خواصها الكيمياوية

هي أجسام ثابتة جداً، كما أنها خاملة جداً. وبما أنها مشبعة لهذا فإن تفاعلاتها مع الأجسام الأخرى تتم بالتبادل لا بالانضمام. وإذا سُخِّنت لدرجة 500ْ ـ 750ْس بوجود مواد حافزة تتحول إلى فحوم هدروجينية إيتيلينية، أو إلى فحوم هدروجينية أسيتيلينية، ويمكن أن تتحول الألكانات بنزع الهدروجين بوجود مواد حافزة خاصة وبالحرارة، إلى فحوم هدروجينية حلقية:

تحترق الألكانات بسهولة في حرارة عالية بوجود الأكسجين، وتتحول إلى غاز الفحم (الكربون) وماء. ويترافق ذلك بانتشار كمية كبيرة من الحرارة، وهذا ما يجعل الألكانات مصدراً مهماً من مصادر الطاقة الحرارية(التسخين بالمازوت والغاز):

فعل الهالوجينات

يخَرِّب الفلور الألكانات ويتكون نتيجة ذلك حمض فلور الماء وكربون:

أما الكلور فيتبادل مع هدْروجينات الألكانات الواحد منها تلو الآخر، فمع الميتان مثلاً يتكون مزيج من كلور الميتيل وكلور الميتيلين والكلوروفورم ورابع كلور الفحم:

أما إذا كانت الألكانات بحالة غاز، وبوجود ضوء شديد، فإن الكلور يتفاعل معها بشدة ويخرِّبها:

وتتفاعل الألكانات مع البروم كتفاعلها مع الكلور، إلاّ أن تفاعلها مع هذا الأخير أكثر سهولة في حين أن اليود لا يتفاعل مع الألكانات مطلقاً.

استعمالها

للألكانات استعمالات صناعية عدة ومهمة، فيستفاد منها للإنارة والتدفئة كما أنها تعد مصدراً من مصادر القوة المحركة، (محركات الاحتراق الداخلي و المحركات النفاثة). وتستعمل أيضاً لإذابة الزيوت والمواد الدسمة ولتشحيم الآلات.

صلاح يحياوي

الرابطة الكيمياوية ـ الغاز ـ الكيمياء العضوية ـ الكيمياء الفراغية ـ الكربون ـ المحروقات.

ـ صلاح يحياوي، الكيمياء العضوية المفتوحة (منشورات جامعة دمشق 1968).

ـ صلاح يحياوي، الكيمياء العضوية الحلقية (عام 1974).

- MORRISON & BOYD, Organic Chemistry, 6^th Edition (Prentice Hall 1992).

التصنيف : الكيمياء و الفيزياء

المجلد: المجلد الثالث

رقم الصفحة ضمن المجلد : 322

آخر أخبار الهيئة :

معجم المصطلحات

الأطلس الجغرافي

البحوث الأكثر قراءة

اصدارات الموسوعة العربية

أسماء الباحثين

هل تعلم ؟؟

• - هل تعلم أن الأبلق نوع من الفنون الهندسية التي ارتبطت بالعمارة الإسلامية في بلاد الشام ومصر خاصة، حيث يحرص المعمار على بناء مداميكه وخاصة في الواجهات

• - هل تعلم أن الإبل تستطيع البقاء على قيد الحياة حتى لو فقدت 40% من ماء جسمها ويعود ذلك لقدرتها على تغيير درجة حرارة جسمها تبعاً لتغير درجة حرارة الجو،

• - هل تعلم أن أبقراط كتب في الطب أربعة مؤلفات هي: الحكم، الأدلة، تنظيم التغذية، ورسالته في جروح الرأس. ويعود له الفضل بأنه حرر الطب من الدين والفلسفة.

• - هل تعلم أن المرجان إفراز حيواني يتكون في البحر ويتركب من مادة كربونات الكلسيوم، وهو أحمر أو شديد الحمرة وهو أجود أنواعه، ويمتاز بكبر الحجم ويسمى الش

• هل تعلم أن الأبسيد كلمة فرنسية اللفظ تم اعتمادها مصطلحاً أثرياً يستخدم في العمارة عموماً وفي العمارة الدينية الخاصة بالكنائس خصوصاً، وفي الإنكليزية أب

• - هل تعلم أن أبجر Abgar اسم معروف جيداً يعود إلى عدد من الملوك الذين حكموا مدينة إديسا (الرها) من أبجر الأول وحتى التاسع، وهم ينتسبون إلى أسرة أوسروين

• - هل تعلم أن الأبجدية الكنعانية تتألف من /22/ علامة كتابية sign تكتب منفصلة غير متصلة، وتعتمد المبدأ الأكوروفوني، حيث تقتصر القيمة الصوتية للعلامة الك

شراء النسخة الورقية