تنقسم الكيمياء إلى عدة أنواع ولعل من أبرز تلك الأقسام الكيمياء العضوية، حيث يقوم هذا القسم بالعمل على دراسة الروابط القائمة بين الجزيئات التي تحتوي على الكربون والهيروجين وكذلك دراسة سلوك تلك الجزيئات مع عناصر أخرى، مثل الأكسجين، سيليكون، نيتروجين، كبريت، والفسفور، وقد كان لهذا النوع أو القسم من الكيمياء دور بارز ومهم في الصناعات ومن أبرز تلك الصناعات، الصناعات الطبية والمواد الطبيعية سواء للعمل على انتاج نوع جديد أو تحديث أنواع موجودة بالفعل وتحسينها، كما أنها ليست بعيدة عن مجالات الصناعات المعدنية منتجتًا ما سمي بالكيمياء العضوية المعدنية وفي هذا القسم يتم الاهتمام بدراسة المركبات التي تحتوي على الكربون مرتبط مع المعادن الأخرى.
ما هي الألكانات (CnH2n+2 )
الألكانات من عناصر الكيمياء العضوية وهي عبارة عن هيدروكربون مشبع وهو عبارة عن نوع من السلاسل الغير حلقية أو المفتوحة، حيث يكون الجزئ في هذه الالكانات يحتوي على أكبر كم من ذرات الهيدروجين وتكون الروابط هنا روابط احادية.
الالكانات معروفة أيضًا باسم برافينات أو سلسلة البرافينات وهي التسميات التي تطلق على السلاسل الاحادية الغير متفرغة، أما في حال تفرعت أيزوبرافينات وبشكل عام فإن الالكانات تنتمي إلى العائلة الإليفاتية.
جزيئات الالكانات تتكون من أكثر من 3 ذرات كربون حيث يتم ترتيب تلك الذرات بأكثر من طريقة مما يعمل على وجود عدد من المركبات، وبشكل عام فإن الالكانات العادية ذات تركيب خطي وهي غير متفرعة وفيما يخص شدة مركبات فإنها تزداد بزيادة عدد ذرات الكربون.
تسمية الالكانات
في الكيمياء العضوية يوجد نظامين لعملية تسمية المركبات العضوية إلا أن التسمية يمكن أن تختلف من دولة إلى أخرى، ولكن بشكل عام هناك نظام دولي هو الأيوباك لعملية التسمية والالكانت كما عرفنا نوعين متفرعة وغير متفرعة.
تسمية الألكانات غير المتفرعة
-بداية يتم تحديد أطول سلسلة متصلة لذرات الكربون.
-القيام بترقية الذرات حيث يتم تحديد أحد الأطراف كنقطة البداية والاتجاه بالترقيم حتى الوصول إلى الطرف الآخر، ويراعى هنا أن يكون الطرف الذي يتم البدء في الترقيم منه هو الطرف الأقرب للتفرعات إن وجدت.
-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 كانت الالكانات لها اتصال بمجموعة ما أكثر من مرة فيتم استخدام البادئات التالية طبقا لعدد مرات التكرار ثنائي، ثلاثي، رباعي.
*اسم المجموعة أو المجموعات المتصلة بالسلسلة وذلك بنفس ترتيبها طبق لترقيم السلسلة.
-في النهاية ينتهي الاسم بكتابة اسم أطول سلسلة مستقيمة.
بشكل عام وأنت تقوم بعملية التسمية للالكانات فأنت يجب أن تتعرف على اسم المجموعات المتصلة بالسلسلة حيث يتم اتباع نفس الخطوات السابقة.
تسمية الألكانات المتفرعة
طبقًا لنظام الأيوباك تتم التسمية هنا كالآتي:
-القيام بتحديد أطول سلسلة متصلة من ذرات الكربون.
-ترقيم ذرات الكربون على أن تأخذ ذرة الكربون المتصلة بالمجموعة الجانبية أصغر رقم.
-العمل على تحديد المجموعات من حيث موقع اتصالها بالسلسلة.
-تتم كتابة الرقم الدال على موقع اتصال المجموعة الجانبية بالسلسلة ثم اسم المجموعة، على أن يتم الفصل بين الرقم والاسم بخط قصير وفي حال وجود أكثر من مجموعة يتم الكتابة وفقًا لترتيب الأحرف الابجدية.
-عند اتصال مجموعتين متماثلتين بنفس ذرة الكربون في السلسلة يتم استخدم كلمة ثنائي حيث يتم وضع نفس رقم ذرة الكربون 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 الوزن الجزئي للالكانات زادت نقطة الانصهار الغليان.
الألكانات من CH4 إلى C4H10 تكون في الحالة الغازية، أما من C5H12 إلى C17H36 تكون في الحالة السائلة، أما من بعد C18H38 تكون في الحالة الصلبة وذلك في الظروف القياسية.
الخواص الكيميائية
بشكل عام الالكانات ذات نشاطية منخفضة بسبب الرابطة الاحادية التي من نوع سيجما حيث تتمتع تلك الرباطة بالثبات النسبي، كما يصعب تكسيرها، كما أنها غير قطبية، والألكانات عادة لا تتفاعل مع الأحماض الألكيلات، والفلزات، والعوامل المؤكسدة وربما هذا الخمول هو سبب التسمية بالبرافينات حيث أن الكلمة لاتينية وعبارة عن شقين بار و أفين ومعناها اللفظي لا يوجد انجذاب.
أما فيما يخص التفاعلات فإن الألكانات حتى تتم عمليات التفاعل لها يجب أن تتوفر كمية كبيرة من الأكسجين مما يساعد في عملية كسر الرابطة القوية وبذلك يتم تحول الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون أما الهيدروجين فيتحول إلى ماء إلى جانب انطلاق مقدار كبير من الطاقة الحرارية.
استخدامات الالكانات
هناك العديد من الاستخدامات التي تدخل الالكانات فيها منها، أنها تدخل في الاستخدامات الخاصة بالإنارة وكذلك التدفئة، وكذلك كقوى محركة وذلك يعود إلى الطاقة الحرارية القوية التي تنتج عن تفاعل الالكانات، وإذابة الزيوت والمواد الدسمة، وكذلك تشحيم الآلات.
ما هي الألكانات (CnH2n+2 )
الألكانات من عناصر الكيمياء العضوية وهي عبارة عن هيدروكربون مشبع وهو عبارة عن نوع من السلاسل الغير حلقية أو المفتوحة، حيث يكون الجزئ في هذه الالكانات يحتوي على أكبر كم من ذرات الهيدروجين وتكون الروابط هنا روابط احادية.
الالكانات معروفة أيضًا باسم برافينات أو سلسلة البرافينات وهي التسميات التي تطلق على السلاسل الاحادية الغير متفرغة، أما في حال تفرعت أيزوبرافينات وبشكل عام فإن الالكانات تنتمي إلى العائلة الإليفاتية.
جزيئات الالكانات تتكون من أكثر من 3 ذرات كربون حيث يتم ترتيب تلك الذرات بأكثر من طريقة مما يعمل على وجود عدد من المركبات، وبشكل عام فإن الالكانات العادية ذات تركيب خطي وهي غير متفرعة وفيما يخص شدة مركبات فإنها تزداد بزيادة عدد ذرات الكربون.
تسمية الالكانات
في الكيمياء العضوية يوجد نظامين لعملية تسمية المركبات العضوية إلا أن التسمية يمكن أن تختلف من دولة إلى أخرى، ولكن بشكل عام هناك نظام دولي هو الأيوباك لعملية التسمية والالكانت كما عرفنا نوعين متفرعة وغير متفرعة.
تسمية الألكانات غير المتفرعة
-بداية يتم تحديد أطول سلسلة متصلة لذرات الكربون.
-القيام بترقية الذرات حيث يتم تحديد أحد الأطراف كنقطة البداية والاتجاه بالترقيم حتى الوصول إلى الطرف الآخر، ويراعى هنا أن يكون الطرف الذي يتم البدء في الترقيم منه هو الطرف الأقرب للتفرعات إن وجدت.
-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 كانت الالكانات لها اتصال بمجموعة ما أكثر من مرة فيتم استخدام البادئات التالية طبقا لعدد مرات التكرار ثنائي، ثلاثي، رباعي.
*اسم المجموعة أو المجموعات المتصلة بالسلسلة وذلك بنفس ترتيبها طبق لترقيم السلسلة.
-في النهاية ينتهي الاسم بكتابة اسم أطول سلسلة مستقيمة.
بشكل عام وأنت تقوم بعملية التسمية للالكانات فأنت يجب أن تتعرف على اسم المجموعات المتصلة بالسلسلة حيث يتم اتباع نفس الخطوات السابقة.
تسمية الألكانات المتفرعة
طبقًا لنظام الأيوباك تتم التسمية هنا كالآتي:
-القيام بتحديد أطول سلسلة متصلة من ذرات الكربون.
-ترقيم ذرات الكربون على أن تأخذ ذرة الكربون المتصلة بالمجموعة الجانبية أصغر رقم.
-العمل على تحديد المجموعات من حيث موقع اتصالها بالسلسلة.
-تتم كتابة الرقم الدال على موقع اتصال المجموعة الجانبية بالسلسلة ثم اسم المجموعة، على أن يتم الفصل بين الرقم والاسم بخط قصير وفي حال وجود أكثر من مجموعة يتم الكتابة وفقًا لترتيب الأحرف الابجدية.
-عند اتصال مجموعتين متماثلتين بنفس ذرة الكربون في السلسلة يتم استخدم كلمة ثنائي حيث يتم وضع نفس رقم ذرة الكربون 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 الوزن الجزئي للالكانات زادت نقطة الانصهار الغليان.
الألكانات من CH4 إلى C4H10 تكون في الحالة الغازية، أما من C5H12 إلى C17H36 تكون في الحالة السائلة، أما من بعد C18H38 تكون في الحالة الصلبة وذلك في الظروف القياسية.
الخواص الكيميائية
بشكل عام الالكانات ذات نشاطية منخفضة بسبب الرابطة الاحادية التي من نوع سيجما حيث تتمتع تلك الرباطة بالثبات النسبي، كما يصعب تكسيرها، كما أنها غير قطبية، والألكانات عادة لا تتفاعل مع الأحماض الألكيلات، والفلزات، والعوامل المؤكسدة وربما هذا الخمول هو سبب التسمية بالبرافينات حيث أن الكلمة لاتينية وعبارة عن شقين بار و أفين ومعناها اللفظي لا يوجد انجذاب.
أما فيما يخص التفاعلات فإن الألكانات حتى تتم عمليات التفاعل لها يجب أن تتوفر كمية كبيرة من الأكسجين مما يساعد في عملية كسر الرابطة القوية وبذلك يتم تحول الكربون إلى ثاني أكسيد الكربون أما الهيدروجين فيتحول إلى ماء إلى جانب انطلاق مقدار كبير من الطاقة الحرارية.
استخدامات الالكانات
هناك العديد من الاستخدامات التي تدخل الالكانات فيها منها، أنها تدخل في الاستخدامات الخاصة بالإنارة وكذلك التدفئة، وكذلك كقوى محركة وذلك يعود إلى الطاقة الحرارية القوية التي تنتج عن تفاعل الالكانات، وإذابة الزيوت والمواد الدسمة، وكذلك تشحيم الآلات.
