ALKANA ATAU HIDROKARBON TEPU: SIFAT, CONTOH - KIMIA - 2026

The alkana atau hidrokarbon tepu mempunyai ciri-ciri ikatan tunggal sahaja dalam struktur yang jenis kovalen. Ini bermaksud bahawa atom karbon yang terdapat dalam spesies ini terikat dengan jumlah atom hidrogen maksimum yang dengannya mereka dapat membentuk ikatan, oleh sebab itu mereka dikenali sebagai tepu.

Dalam alam semesta kimia organik, alkana, juga dikenali sebagai parafin, dianggap sebagai spesies yang cukup banyak dan sangat penting, termasuk dalam kumpulan hidrokarbon alifatik (seperti hidrokarbon tak jenuh).

Hidrokarbon tepu termudah yang dapat dibentuk diambil sebagai contoh: metana, sebatian yang terdapat dalam fasa gas dalam keadaan ambien standard (25 ° C dan atm), yang formula adalah CH ₄ .

Seperti yang dapat dilihat, satu-satunya atom karbon yang terdapat dalam molekul ini mempunyai empat ikatan sederhana, satu dengan setiap atom hidrogen.

Alkena dan alkena mempunyai kegunaan komersial yang penting, seperti dalam hal etilena dan propilena; tetapi mereka juga merupakan sebatian yang lebih reaktif daripada hidrokarbon tepu, menjadikannya mempunyai pelbagai tindak balas yang tinggi yang timbul daripada alkena dan alkena biasa.

Tatanama alkana

Untuk menamakan alkana atau hidrokarbon tepu dengan betul, perkara pertama yang perlu diingat adalah bahawa menurut IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry) tata nama sistematik untuk empat alkana termudah tidak boleh digunakan.

Tatanama hidrokarbon tepu linear

Sebatian ini mempunyai formula umum C _n H _{2n + 2} , di mana nilai n hanya boleh menjadi bilangan bulat positif (n = 1,2, …), dan dinamakan menggunakan awalan yang sesuai dengan bilangan atom karbon dan tambah akhiran –ano.

Jadi, empat molekul tepu pertama adalah: metana (CH ₄ ), etana (C ₂ H ₆ ), propana (C ₃ H ₈ ) dan butana (C ₄ H ₁₀ ).

Untuk bermula dengan tatanama alkana yang mempunyai antara lima dan sepuluh atom karbon, bilangan atom ini yang terdapat dalam rantai terpanjang dikira, selagi ia berterusan.

Selanjutnya, sekiranya atom hidrogen dikurangkan dari alkana, ia menjadi pengganti, iaitu kumpulan yang penamatannya -ane diubah menjadi -yl. Contohnya, metana (CH ₄ ) akan menjadi metil (-CH ₃ ) dan serupa dengan molekul lain.

Dengan mengambil kira apa yang telah dinyatakan sejauh ini, dan menambahkan bahawa kiraan mesti selalu dimulakan dengan atom karbon yang mempunyai substituen terdekat, kedudukan pengganti diikuti dengan nama alkane ditunjukkan.

Oleh itu, sebatian di atas dipanggil 3-metilpentana.

Tatanama hidrokarbon tepu bercabang

Begitu juga, alkana rantai bercabang mempunyai formula umum yang sama dengan yang linear, tetapi dengan n> 2. Oleh itu, setiap kali satu atau lebih atom atau kumpulan atom menggantikan satu atau lebih atom hidrogen, lokasi pengganti ini mesti ditunjukkan.

Sekiranya terdapat beberapa cabang kumpulan dari jenis alkil yang sama, ungkapan di-, tri- atau tetra- digunakan untuk menunjukkan jumlah substituen ini, didahului dengan petunjuk kedudukannya dan diakhiri dengan nama alkana.

Sekiranya substituen berbeza, dinamakan mengikut urutan abjad, dan mungkin juga mempunyai substituen bukan karbon, seperti klorin (Cl) atau nitro (NO ₂ ).

Dalam semua kes, untuk mengira bilangan karbon dari rantai utama, bilangan terkecil diberikan kepada karbon yang dihubungkan dengan substituen terendah dalam urutan abjad, dan terus ke arah itu.

Tatanama hidrokarbon tepu siklik

Hidrokarbon tepu jenis siklik, lebih dikenali sebagai sikloalkana, mempunyai formula umum C _n H _2n , di mana n = 3,4, …

Dalam molekul organik ini, atom karbon yang membentuknya disusun secara tertutup, iaitu strukturnya membentuk cincin.

Untuk menamakan spesies ini, panduan yang dijelaskan di atas untuk alkana linier dan bercabang diikuti, hanya menambahkan awalan siklo-. Begitu juga, siklopropana (C ₃ H ₆ ) dianggap sebagai sikloalkana termudah.

Begitu juga, molekul ini boleh mengandungi lebih dari satu cincin yang disatukan ke dalam rantai utamanya, dengan minimum tiga atom karbon dan bahkan membentuk struktur yang sangat kompleks.

Hartanah

Hidrokarbon tepu mempunyai ciri utama membentuk ikatan sederhana antara atomnya, yang menjadikannya sekumpulan molekul yang sangat besar dan memberikan sifat yang cukup spesifik seperti yang diperincikan di bawah:

Isomerisasi geometri

Struktur molekul alkana menghasilkan pengubahsuaian sifat fizikal dan kimianya, kerana penyesuaian empat ikatan yang dapat terbentuk oleh karbon.

Ini bermaksud bahawa walaupun pada molekul-molekul ini karbon mempunyai hibridisasi jenis sp ³ , sudut antara atomnya yang berdekatan dapat berbeza-beza bergantung pada jenis atom.

Untuk menerangkannya dengan lebih tepat, sikloalkana mempunyai sudut kilasan yang memberi mereka ciri unik yang disebut stereokimia, yang dapat mempengaruhi tenaga molekul dan faktor lain yang melekat padanya, seperti memberikannya sifat spektroskopi dan optik.

Keasidan

Hidrokarbon tepu menunjukkan kereaktifan yang agak rendah terhadap spesies ionik dan kutub lain. Pada masa yang sama, mereka hampir tidak mempunyai interaksi dengan bahan berasid dan alkali.

Kutuban

Alkana dianggap tidak konduktif, kerana hampir tidak mempunyai polaritas di hadapan medan elektrik. Oleh itu ikatan hidrogen tidak dapat dibentuk untuk membolehkan kelarutannya dalam pelarut polar.

Oleh itu, mereka larut dalam semua pelarut bukan polar, tidak larut dengan pelarut polar seperti air.

Takat didih dan lebur

Dalam hidrokarbon tepu, interaksi antar molekul berlaku disebabkan oleh daya van der Waals, di mana interaksi yang lebih kuat diterjemahkan menjadi titik didih yang lebih tinggi.

Kecenderungan serupa diperhatikan untuk titik lebur, tetapi ini disebabkan oleh kapasiti pembungkusan molekul.

Oleh kerana interaksi ini berkaitan langsung dengan berat molekul spesies, semakin besar molekul titik didih dan leburnya akan lebih tinggi.

Oleh itu, dengan memiliki struktur yang lebih kaku yang memberi mereka satah hubungan antarmolekul, sikloalkana mempunyai titik didih dan lebur yang lebih tinggi daripada alkana linier yang sepadan.

Contohnya alkana

Alkana linier

Metana : Ini adalah gas tidak berwarna dan tidak berbau yang banyak terjadi di alam semula jadi dan sebagai produk aktiviti manusia tertentu. Metana adalah anggota alkana yang paling sederhana dan merupakan antara gas rumah hijau yang paling kuat (Encyclopædia Britannica, 2017).

Etana : adalah gas yang terutama terdapat dalam gas asli dan digunakan dalam campuran dengan gas lain untuk menghasilkan bahan bakar.

Propana : Ini adalah gas tanpa warna, ditemukan dalam gas asli dan digunakan sebagai bahan bakar di rumah dan industri. Formula kimia untuk propana ialah C ₃ H ₈ dan formula lanjutan ialah CH ₃ CH ₂ CH ₂ (Formula Propana, SF).

Butana : atau n-butana adalah salah satu daripada berpuluh-puluh gas yang diekstrak dari gas asli mentah dan juga dapat dihasilkan dari minyak mentah. N-butana adalah gas pelbagai guna yang tidak berwarna. Butana dapat digunakan untuk pemanasan, penyejukan, dan bahan bakar yang lebih ringan.

N-Pentane : adalah cecair tidak berwarna yang jelas dengan bau seperti petroleum. Pentane terdapat dalam minuman beralkohol dan minyak hop. Alkana ini adalah komponen beberapa bahan bakar dan digunakan sebagai pelarut khas di makmal.

N-Hexane : adalah cecair jernih tanpa warna dengan bau seperti petroleum. Ia terdapat dalam buah sitrus dan digunakan untuk mengekstrak minyak yang dapat dimakan dari biji dan sayuran, sebagai pelarut khas, dan sebagai agen pembersih.

N-Heptane : adalah cecair lutsinar tanpa warna dengan bau seperti petroleum. Ia terdapat dalam buah pelaga. Kurang tumpat daripada air dan tidak larut dalam air. Wap lebih berat daripada udara.

N-Octane : Ini adalah cecair tidak berwarna dengan bau petrol. Kurang tumpat daripada air dan tidak larut dalam air. Oleh itu ia terapung di atas air. Menghasilkan wap yang menjengkelkan.

Metil Klorida : Juga disebut klorometana, ia adalah gas tidak berwarna. Ini adalah haloalkana termudah, digunakan dalam pembuatan polimer silikon dan dalam pembuatan produk kimia lain.

Kloroform : ia adalah cecair tidak berwarna, tidak berbau dan sangat mudah menguap yang telah banyak digunakan untuk sifat anestetiknya. Oleh kerana sifat-sifat ini, ia memiliki reputasi untuk dapat memukau atau memukul orang, walaupun dimakan dalam dos yang kecil (MoviesDoes Chloroform Benar-benar Mengetuk Anda Secepat Yang Mereka Tunjukkan Dalam Filem ?, 2016).

Karbon tetraklorida : juga disebut tetraklorometana, cecair tidak berwarna, padat, sangat toksik, mudah menguap, tidak mudah terbakar yang mempunyai bau khas dan digunakan sebagai pelarut.

Kloroetana : adalah gas yang mengembun di bawah tekanan sedikit. Chloroethane digunakan terutamanya untuk menghilangkan rasa sakit tempatan dalam perubatan sukan (Pusat Nasional Maklumat Bioteknologi., 2017).

Bromoetana : juga dikenali sebagai etil bromida, ia adalah cecair tidak stabil yang tidak berwarna, sedikit larut dan lebih padat daripada air. Wap lebih berat daripada udara. Ia digunakan untuk membuat farmaseutikal dan sebagai pelarut.

Alkana bercabang

Isobutane : adalah gas tidak berwarna dengan bau petroleum samar. Ia dihantar sebagai gas cecair di bawah tekanan wapnya. Sentuhan dengan cecair boleh menyebabkan radang dingin. Ia menyala dengan mudah.

Isopentane - Juga disebut 2- metil butana , ia adalah cecair berair tidak berwarna dengan bau petrol. Terapung di dalam air. Ia menghasilkan wap yang mudah terbakar dan menjengkelkan (Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. Pangkalan Data Kompaun PubChem ;, 2017).

2-methylpentane : ia adalah alkana rantai bercabang dengan formula molekul C ₆ H1 ₄ . Ini adalah cairan berair dengan bau petrol yang mengapung di atas air dan menghasilkan wap yang menjengkelkan.

3,3-Dimethylhexane - Terdapat dalam ramuan dan rempah. 3, 3-Dimethylhexane adalah komponen Osmanthus fragrans (sweet osmanthus) dan minyak ginseng.

2, 3-Dimethylhexane : terdapat dalam buah-buahan. 2,3-Dimethylhexane adalah komponen pati yang tidak menentu.

Neopentane : ia adalah cecair yang kurang tumpat daripada air. Tidak larut dalam air tetapi larut dalam alkohol (Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi., 2015).

2, 2, 4-trimethylpentane : atau isooctane dilepaskan ke persekitaran melalui pembuatan, penggunaan dan pelupusan produk yang berkaitan dengan industri petroleum. 2,2,4-trimethylpentane menembusi kulit manusia dan menyebabkan nekrosis kulit dan tisu di tangan, memerlukan pembedahan (National Center for Biotechnology Information., 2017).

Cycloalkanes

Cyclopropane - adalah gas tidak berwarna dengan bau seperti petroleum. Sentuhan dengan cecair boleh menyebabkan radang dingin. Ia boleh tercekik akibat anjakan udara dan mempunyai kesan narkotik dalam kepekatan tinggi.

Cyclobutane : Gas yang mengembun ke cecair pada suhu 13 ° C. Tidak larut dalam air. Larut dalam alkohol, aseton dan eter.

Cyclopentane - adalah cecair jernih tanpa warna dengan bau seperti petroleum. Kurang padat daripada air dan tidak larut di dalamnya. Wap lebih berat daripada udara.

Cyclohexane : dijumpai di kohlrabi. Pengencer dalam campuran aditif warna untuk penggunaan makanan.

Cycloheptane : ia adalah cecair berminyak yang tidak berwarna, tidak larut, dan kurang padat daripada air. Penyedutan kepekatan tinggi boleh memberi kesan narkotik. Ia digunakan untuk membuat bahan kimia lain.

Cyclooctane : ia adalah hidrokarbon poliklik dengan sembilan atom karbon. Tidak larut dalam air.

Methylcyclohexane - adalah cecair jernih tanpa warna dengan bau seperti petroleum. Dalam methylcyclohexane, konformasi kerusi di mana kumpulan metil yang besar adalah khatulistiwa adalah yang paling stabil dan oleh itu yang paling banyak dari semua kemungkinan konformasi (Carey, 2011).

Isopropyl Cyclohexane : Ini adalah cecair tidak berwarna yang terdapat pada buah-buahan. Isopropil sikloheksana terdapat di Carica papaya (betik).

methylcyclopentane : ia adalah cecair yang tidak berwarna, tidak larut dan kurang padat daripada air. Wap boleh menjadi narkotik dan menjengkelkan. Methylcyclopentane diasingkan dari Helianthus annuus (bunga matahari).

Norborane : ia adalah alkana basikal yang juga disebut basikal heptana dengan formula C7H12.

Rujukan

1. Alkana. (2016, 28 November). Dipulihkan dari chem.libretexts.org.
2. Alkana. (SF). Diperolehi dari hyperphysics.phy-astr.gsu.edu.
3. (2014). Alkana. Dipulihkan dari bbc.co.uk.
4. Carey, FA (2011, 2 Disember). Hidrokarbon. Dipulihkan dari britannica.
5. Encyclopædia Britannica. (2017, 24 Mac). Metana. Dipulihkan dari britannica.com.
6. Akademi Khan. (SF). Alkana, sikloalkana, dan kumpulan berfungsi. Dipulihkan dari khanacademy.org.
7. Adakah Kloroform Benar-benar Mengalahkan Anda Secepat Yang Mereka Tunjukkan Dalam Filem? (2016). Dipulihkan dari scienceabc.
8. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. . (2017, 06 Mei). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 6337. Diperolehi dari PubChem.
9. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2015, 6 Mei). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 10041. Diperolehi dari PubChem.
10. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. (2017, 6 Mei). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 10907. Diperolehi dari PubChem.
11. Pusat Maklumat Nasional Bioteknologi. Pangkalan Data Kompaun PubChem ;. (2017, 6 Mei). Pangkalan Data Kompaun PubChem; CID = 6556,. Diperolehi dari PubChem.
12. Formula Propana. (SF). Dipulihkan dari softschools.com.