Idrocarburi alifatici: alcani (nomenclatura, isomeria, combustione, alogenazione)

Nucleo e nomenclatura

Gli alcani sono idrocarburi saturi formati da carbonio e idrogeno; ogni carbonio forma quattro legami semplici $\sigma$ e la formula generale è $C_nH_{2n+2}$. Il nome IUPAC si costruisce scegliendo la catena continua più lunga, numerandola dal lato più vicino a un sostituente e indicando posizione e nome dei gruppi alchilici, con prefissi di-, tri-, tetra- se ripetuti.

Isomeria e proprietà

Le catene ramificate danno isomeria di catena: a parità di formula bruta cambia la struttura, come butano e 2-metilpropano. Gli isomeri ramificati hanno punto di ebollizione più basso perché la forma più compatta riduce le forze di London. Gli alcani sono apolari e idrofobi; lo stato fisico varia con la lunghezza della catena.

Reattività

• Combustione: con ossigeno produce $CO_2$, acqua e calore; con poco ossigeno può formare $CO$ tossico o fuliggine.
• Alogenazione: sostituzione di un idrogeno con un alogeno, avviata da luce UV o calore tramite radicali liberi.

Le paraffine sono poco reattive per i forti legami $C-C$ e $C-H$.