Parafin kimi də tanınan alkanlar üzvi kimyada karbohidrogenlərin əsas sinfidir. Onlar tamamilə hidrogen və karbon atomlarından ibarətdir və karbon atomları arasında tək kovalent bağları ilə tanınırlar. Alkanlar doymuş karbohidrogenlərdir, yəni karbon zəncirində mümkün olan maksimum sayda hidrogen atomunu ehtiva edir, bu da onları digər karbohidrogen sinifləri ilə müqayisədə nisbətən sabit və qeyri-reaktiv edir.
Alkanlar üçün ümumi düstur \(C_nH_{2n+2}\) dir, burada \(n\) karbon atomlarının sayını göstərir. Bu formula mövcud karbon atomlarının sayına əsaslanaraq alkanların müəyyən edilməsinə və ya qurulmasına kömək edir.
Alkanları quruluşuna görə üç əsas növə bölmək olar: xətti (düz zəncirli), budaqlanmış və siklik alkanlar. Xətti alkanlarda karbon atomları düz bir xəttlə bağlanır, budaqlanmış alkanlar əsas zəncirdən ən azı bir budaqlıdır və siklik alkanlar qapalı bir dövrə təşkil edir.
Ən sadə alkan metandır (CH 4 ), ondan sonra etan (C 2 H 6 ), propan ( C 3 H 8 ) və s. Alkanların adlandırılması Beynəlxalq Təmiz və Tətbiqi Kimya İttifaqının (IUPAC) qaydalarına uyğun olaraq, karbon atomlarının sayını göstərən prefiksdən başlayaraq alkan sinfini ifadə etmək üçün '-ane' şəkilçisi ilə bitir.
Alkanların fiziki xassələri onların molekulyar ölçüsü və quruluşuna görə dəyişir. Molekulyar çəki artdıqca onların qaynama və ərimə nöqtələri də artır. Alkanlar qeyri-polar molekullardır və suda həll olunmur, lakin qeyri-polyar həlledicilərdə həll olunur. Onlar sudan daha az sıxdırlar, bu da onların səthində üzməsinə imkan verir.
Alkanlar, əsasən CC və CH bağlarının gücünə görə kimyəvi təsirsizliyi ilə xarakterizə olunur. Bununla belə, onlar yanma, halogenləşmə və çatlama kimi müəyyən reaksiyalara məruz qalırlar.
Yanma alkanların oksigenlə reaksiyaya girərək karbon qazı, su və istilik əmələ gətirdiyi bir prosesdir. Buna misal olaraq metanın yanmasını göstərmək olar: \(CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O + \textrm{istilik}\) .
Halojenləşmə, hidrogen atomlarının halogen atomları ilə əvəz edilməsinə səbəb olan xüsusi şəraitdə alkanların halogenlərlə reaksiyasını əhatə edir. Məsələn, metanın xlorlanması aşağıdakı kimi göstərilə bilər: \(CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl\) .
Krekinq böyük alkan molekullarını alkenlər və daha kiçik alkanlar da daxil olmaqla daha kiçik, daha faydalı molekullara parçalamaq üçün istifadə edilən bir prosesdir. Bu proses neft sənayesində xam neftdən qiymətli yanacaqların maksimum çıxarılması üçün vacibdir.
İzomerizm birləşmələrin eyni molekulyar formuluna malik olduğu, lakin atomların fərqli quruluş və ya düzülüşünə malik olduğu bir hadisədir. Alkanlarda izomerizm dörd və ya daha çox karbon atomu ilə mümkün olur. Mümkün izomerlərin sayı karbon atomlarının sayı ilə sürətlə artır. Məsələn, butan (C 4 H 10 ) iki izomerə malikdir: düz zəncirli n-butan və budaqlı zəncirli izobutan (və ya metilpropan).
Alkanlar təbii olaraq müxtəlif mənbələrdə olur. Onlar təbii qazda və neftdə tapılır, burada kimya sənayesi üçün yanacaq və xammal kimi istifadə olunur. Bioloji kontekstdə alkanlar yarpaqların və meyvələrin mumlu örtüklərində mövcuddur, su itkisinə və zərərvericilərə qarşı qoruyucu maneə rolunu oynayır.
Alkanların yanması qlobal enerji istehsalının əsas mənbəyidir. Bununla belə, bu proses ətraf mühitin çirklənməsinə və istixana effektinə də öz töhfəsini verir, atmosferə karbon qazı və digər qazlar buraxır. Buna görə də, alkanların istifadəsini başa düşmək və idarə etmək davamlı inkişaf üçün çox vacibdir.
Alkanlar müasir həyatın ayrılmaz hissəsidir və çoxsaylı gündəlik məhsulların əsasını təşkil edir. Onlar istilik, yemək və avtomobil tətbiqlərində yanacaq (metan, propan, butan) kimi istifadə olunur. Alkanlar həmçinin plastiklərin, yuyucu vasitələrin və əczaçılıq məhsullarının sintezində həlledicilər, sürtkü yağları və xammal kimi xidmət edir.
Alkanların kimyəvi davranışını nümayiş etdirmək üçün idarə olunan şəraitdə sadə təcrübələr aparmaq olar. Məsələn, metanın yanma reaksiyasını oksigenin iştirakı ilə kiçik bir metan nümunəsini alovlandırmaq, istilik və işıq şəklində enerjinin sərbəst buraxılmasını nümayiş etdirməklə müşahidə etmək olar. Eynilə, halogenləşmə reaksiyası bir alkanı ultrabənövşəyi işıq altında bir halogen mənbəyinə məruz qoyaraq, hidrogen atomlarının halogen atomları ilə əvəzlənməsi ilə nümayiş etdirilə bilər.
Nəticə olaraq, alkanlar gündəlik həyatımızda olduğu kimi üzvi kimyada da mühüm rol oynayır. Onların müxtəlif xassələri və tətbiqləri onları kimya sahəsində vacib bir öyrənmə mövzusuna çevirir. Alkanlar kimyəvi reaktivlik baxımından nisbətən inert və sadə olsalar da, daha mürəkkəb üzvi molekullar üçün onurğa sütununu təşkil edir və müxtəlif tətbiqlər üçün mühüm enerji mənbəyi kimi xidmət edirlər. Alkanların, onların strukturlarının, xassələrinin və reaksiyalarının başa düşülməsi üzvi kimyada təməl biliklər verir və onların texnologiyaya, sənayeyə və ətraf mühitə geniş təsiri haqqında fikirlər təklif edir.
