Idrocarburi saturi (alcani): ibridazione sp3 del carbonio, nomenclatura IUPAC, isomeria di catena e di posizione, proprietà fisiche e reazioni di combustione e alogenazione

Gli alcani e l'ibridazione $sp^3$

Gli alcani sono gli idrocarburi più semplici e sono saturi: contengono solo carbonio e idrogeno e soli legami singoli, legando il massimo numero possibile di idrogeni. La formula generale degli alcani lineari è $C_nH_{2n+2}$; per $n=2$ si ha l'etano, $C_2H_6$. Ogni carbonio è ibridato $sp^3$: quattro legami singoli equivalenti, geometria tetraedrica, angolo $109,5^\circ$ e legami $\sigma$.

Nomenclatura e isomeria

Con le regole IUPAC si individua la catena continua più lunga, si numera dall'estremità più vicina a una ramificazione, si identificano i sostituenti e si compone il nome. Gli isomeri hanno la stessa formula bruta ma struttura diversa: l'isomeria di catena modifica lo scheletro carbonioso; quella di posizione sposta il sostituente lungo la catena.

Proprietà e reazioni

• Gli alcani sono molecole apolari: sono insolubili in acqua, solubili in solventi apolari e hanno punto di ebollizione crescente con la lunghezza della catena. Sono poco reattivi, tanto che sono detti paraffine, ma danno combustione con $O_2$ e alogenazione con luce UV tramite sostituzione radicalica in tre fasi: inizio, propagazione e terminazione.