Парафин гэгддэг алканууд нь органик химийн нүүрсустөрөгчийн үндсэн анги юм. Эдгээр нь бүхэлдээ устөрөгч ба нүүрстөрөгчийн атомуудаас бүрддэг бөгөөд нүүрстөрөгчийн атомуудын хоорондох нэг ковалент холбоо гэдгээрээ алдартай. Алканууд нь ханасан нүүрсустөрөгчид бөгөөд нүүрстөрөгчийн гинжин хэлхээнд хамгийн их хэмжээний устөрөгчийн атом агуулдаг тул бусад нүүрсустөрөгчийн ангиудтай харьцуулахад харьцангуй тогтвортой, урвалд ордоггүй.
Алкануудын ерөнхий томъёо нь \(C_nH_{2n+2}\) бөгөөд \(n\) нүүрстөрөгчийн атомын тоог илэрхийлнэ. Энэхүү томьёо нь одоо байгаа нүүрстөрөгчийн атомын тоонд үндэслэн алканыг тодорхойлох эсвэл бүтээхэд тусалдаг.
Алкануудыг бүтцээр нь шугаман (шулуун гинж), салаалсан, циклийн алканууд гэсэн үндсэн гурван төрөлд хувааж болно. Шугаман алканууд нь нүүрстөрөгчийн атомуудыг шулуун шугамаар холбодог, салаалсан алканууд нь үндсэн гинжнээс дор хаяж нэг салаатай, циклийн алканууд нь битүү гогцоо үүсгэдэг.
Хамгийн энгийн алкан бол метан (CH 4 ), дараа нь этан (C 2 H 6 ), пропан (C 3 H 8 ) гэх мэт. Алкануудыг нэрлэхдээ нүүрстөрөгчийн атомын тоог заасан угтвараас эхэлж, алканы ангиллыг илэрхийлэх "-ane" дагавараар төгсдөг Олон улсын цэвэр ба хэрэглээний химийн холбоо (IUPAC) дүрмийг баримталдаг.
Алкануудын физик шинж чанар нь тэдгээрийн молекулын хэмжээ, бүтцээс хамаарч өөр өөр байдаг. Молекулын жин нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн буцлах болон хайлах цэгүүд нэмэгддэг. Алканууд нь туйлт бус молекулууд бөгөөд усанд уусдаггүй боловч туйлшгүй уусгагчид уусдаг. Тэдгээр нь уснаас бага нягттай тул гадаргуу дээр хөвөх боломжийг олгодог.
Алканууд нь химийн идэвхгүй байдгаараа тодорхойлогддог бөгөөд энэ нь голчлон CC ба CH бондын бат бөх чанараас шалтгаална. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь шаталт, галогенжилт, хагарал зэрэг тодорхой урвалд ордог.
Шатах нь алканууд хүчилтөрөгчтэй урвалд орж нүүрстөрөгчийн давхар исэл, ус, дулааныг үүсгэдэг процесс юм. Жишээ нь метаныг шатаах явдал юм: \(CH_4 + 2O_2 \rightarrow CO_2 + 2H_2O + \textrm{дулаан}\) .
Галогенжилт нь тодорхой нөхцөлд алкануудыг галогентэй урвалд оруулдаг бөгөөд энэ нь устөрөгчийн атомыг галоген атомаар солиход хүргэдэг. Жишээлбэл, метаны хлоржуулалтыг дараах байдлаар илэрхийлж болно: \(CH_4 + Cl_2 \rightarrow CH_3Cl + HCl\) .
Крекинг гэдэг нь том алканы молекулуудыг алкен болон жижиг алкан зэрэг жижиг, илүү ашигтай молекул болгон задлахад ашигладаг процесс юм. Энэ үйл явц нь түүхий нефтээс үнэ цэнэтэй түлшний гарцыг нэмэгдүүлэхийн тулд газрын тосны салбарт зайлшгүй шаардлагатай.
Изомеризм гэдэг нь нэгдлүүд нь ижил молекулын томьёотой боловч атомын бүтэц, зохион байгуулалт өөр өөр байдаг үзэгдэл юм. Алкануудад дөрөв ба түүнээс дээш нүүрстөрөгчийн атомтай изомеризм боломжтой болдог. Боломжит изомеруудын тоо нүүрстөрөгчийн атомын тоогоор хурдан нэмэгддэг. Жишээлбэл, бутан (C 4 H 10 ) нь шулуун гинжин n-бутан ба салаалсан гинжин изобутан (эсвэл метилпропан) гэсэн хоёр изомертэй.
Алканууд нь янз бүрийн эх сурвалжид байгалиасаа байдаг. Эдгээр нь байгалийн хий, газрын тосноос олддог бөгөөд тэдгээрийг химийн үйлдвэрт түлш, түүхий эд болгон ашигладаг. Биологийн нөхцөлд алканууд нь навч, жимсний лав бүрээсэнд агуулагддаг бөгөөд усны алдагдал, хортон шавьжаас хамгаалах хамгаалалтын хаалт болдог.
Алканыг шатаах нь дэлхийн хэмжээнд эрчим хүч үйлдвэрлэх гол эх үүсвэр юм. Гэсэн хэдий ч энэ үйл явц нь хүрээлэн буй орчны бохирдол, хүлэмжийн үр нөлөөг бий болгож, агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар исэл болон бусад хий ялгаруулдаг. Иймээс алканы хэрэглээг ойлгож, удирдах нь тогтвортой хөгжилд нэн чухал юм.
Алканууд нь орчин үеийн амьдралын салшгүй хэсэг бөгөөд өдөр тутмын олон тооны бүтээгдэхүүний үндэс суурийг бүрдүүлдэг. Эдгээрийг халаалт, хоол хийх, автомашины хэрэглээнд түлш (метан, пропан, бутан) болгон ашигладаг. Алканууд нь хуванцар, угаалгын нунтаг, эмийн нийлэгжилтэнд уусгагч, тосолгооны материал, түүхий эд болдог.
Алкануудын химийн шинж чанарыг харуулахын тулд хяналттай нөхцөлд энгийн туршилтуудыг хийж болно. Жишээлбэл, метаны шаталтын урвалыг хүчилтөрөгчийн дэргэд метаны жижиг дээжийг асаах замаар ажиглаж, дулаан, гэрэл хэлбэрээр энерги ялгаруулж байгааг харуулж байна. Үүний нэгэн адил галогенжих урвалыг хэт ягаан туяаны дор галогенийн эх үүсвэрт алканыг үзүүлэх замаар харуулж, устөрөгчийн атомыг галоген атомаар сольж болно.
Эцэст нь хэлэхэд, алканууд нь бидний өдөр тутмын амьдралд төдийгүй органик химийн салбарт чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэдний олон янзын шинж чанар, хэрэглээ нь тэдгээрийг химийн чиглэлээр судлах чухал сэдэв болгодог. Хэдийгээр алканууд нь химийн урвалын хувьд харьцангуй идэвхгүй бөгөөд энгийн боловч илүү нарийн төвөгтэй органик молекулуудын үндэс суурийг бүрдүүлдэг бөгөөд янз бүрийн хэрэглээнд эрчим хүчний чухал эх үүсвэр болдог. Алканууд, тэдгээрийн бүтэц, шинж чанар, урвалын талаархи ойлголт нь органик химийн талаархи суурь мэдлэгийг өгч, технологи, үйлдвэрлэл, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийн талаархи ойлголтыг өгдөг.
