LOS ALCANOS

CONCEPTO DE CICLOALCANOS

Los cicloalcanos son hidrocarburos cíclicos, pues forman anillos de átomos de carbono. Son alcanos que al formar dichos anillos contienen dos átomos de hidrógeno menos que los alcanos no cíclicos con el mismo número de átomos de carbono. Su fórmula general es CnH2n.

Los cicloalcanos casi siempre se representan como figuras geométricas en las que no se muestran los carbonos ni los hidrógenos unidos a los carbonos. Es decir, se sobreentiende que cada vértice es un átomo de carbono con dos hidrógenos unidos. Por ejemplo:

- Ciclopropano

- Ciclobutano

- Ciclohexano

El nombre de estos compuestos se asigna añadiendo el prefijo ciclo al nombre del alcano con igual número de carbonos. En el caso de cicloalcanos monosustituidos, no hay necesidad de numerar la cadena sólo se nombra el sustituyente seguido del anillo base. Si el anillo tiene dos o más sustituyentes, se nombran en orden alfabético y se asigna la posición 1 al primero de ellos.

Cabe destacar que los alcanos son compuestos con fórmula molecular CnH2n+2. El hidrocarburo más simple es el metano CH4 (n=1). Los hidrocarburos de cadena lineal se denominan hidrocarburos normales.

CLASIFICACION DE LOS ALCANOS

- El metano: Es un compuesto de carbono e hidrógeno, de fórmula CH4; es

un hidrocarburo, y el primer miembro de la serie de los alcanos. Es más ligero que el aire, incoloro, inodoro e inflamable. Se encuentra en el gas natural (entre un 75% y un 90%), como en el gas grisú de las minas de carbón, en los procesos de las refinerías de petróleo, y como producto de la descomposición de la materia en los pantanos. Es uno de los principales componentes de la atmósfera de los planetas Saturno, Urano y Neptuno. El metano puede obtenerse mediante la hidrogenación de carbono o dióxido de carbono, por la acción del agua con carburo de aluminio o también al calentar etanoato de sodio con álcali.

El metano es apreciado como combustible y para producir cloruro de hidrógeno, amoníaco, etino y formaldehido. El metano es el hidrocarburo alcano más sencillo, es un gas.

En la naturaleza se produce como producto final de la putrefacción anaeróbica de las plantas, este proceso natural se puede aprovechar para producir biogás. Puede constituir hasta el 97% del gas natural.

- El etano:

El etano es un hidrocarburo alifático alcano con dos átomos de carbono, de fórmula C2H6. A condiciones normales es gaseoso y un excelente combustible. Su punto de ebullición está en -88 °C. Se encuentra en cantidad apreciable en el gas natural.

- El Propano:

El propano es un gas incoloro e inodoro que pertenece a los hidrocarburos alifáticos con enlaces simples de carbono, conocidos como alcanos. Su fórmula química es C3H8.

- El Butano:

El butano es un hidrocarburo saturado, parafínico o alifático, inflamable y gaseoso que se licúa a una presión atmosférica de -0,5 grados centígrados.

Está formado por cuatro átomos de carbono y por diez de hidrógeno, cuya fórmula química es C4H10. El butano presenta dos isómeros la n-butano y el isobutano o metilpropano.

El butano comercial es un gas licuado, obtenido por destilación del petróleo, compuesto principalmente por butano normal (60%), propano (9%), isobutano (30%) y etano (1%). La principal aplicación del gas butano es la de uso como combustible en hogares para la cocina y agua caliente, ya que debido a sus limitaciones de transporte y almacenaje no suele consumirse en grandes cantidades.

REGLAS DE IUPAC PARA FORMULAR ALCANOS

1. Seleccionar la cadena principal indicando el mayor número de carbonos.

2. Comenzar enumerar por donde se encuentre más cerca al extremo la primera ramificación.

3. Nombrar desde el más simple hasta el más complejo las ramificaciones.

4. El nombre de la cadena principal se forma con el prefijo de acuerdo al número de carbonos que contenga la misma y el sufijo “ano” de la terminación de los alcanos.

PROPIEDADES FISICAS DE LOS ALCANOS

 Sus puntos de ebullición suelen ser bajos y crecen al aumentar la longitud de la cadena.

 El estado físico de los 4 primeros alcanos: metano, etano, propano y butano es gaseoso. Del pentano al hexadecano (16 átomos de carbono) son líquidos y a partir de heptadecano (17 átomos de carbono) son sólidos.

 Son insolubles en agua.

 Pueden emplearse como disolventes para sustancias poco polares como

grasas, aceites y ceras.

 Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por un campo eléctrico.

 Puntos de fusión (azul) y de ebullición (rojo) de los primeros 14 n-alcanos, en °C.

PROPIEDADES QUIMICAS DE LOS ALCANOS

 Los alcanos reaccionan muy poco.

 Pueden tener una combustión puede completa o incompleta.

 En general, los alcanos muestran una reactividad relativamente baja, porque sus enlaces de carbono son relativamente estables y no pueden ser fácilmente rotos. A diferencia de muchos otros compuestos orgánicos, no tienen grupo funcional.

 Los alcanos arden en presencia de oxígeno, produciendo CO2 y H2O, y desprendiendo cantidades de calor que permiten utilizarlos como combustibles.

 Los hidrocarburos saturados reaccionan con los halógenos originando los denominados halogenuros de alquilo. Es una reacción de sustitución porque se sustituye un átomo de hidrógeno por un halógeno.

CONCEPTO DE ALQUINOS

Los alquinos son hidrocarburos que contienen un triple enlace C-C. Se les denomina también hidrocarburos acetilénicos porque derivan del alquino más simple que se llama acetileno. La estructura de Lewis del acetileno muestra tres pares de electrones en la región entre los núcleos de carbono.

CLASIFICACION DE LOS ALQUINOS

Existen dos tipos de alquinos:

- Los alquinos terminales: se encuentra al final de una cadena y ha aumentado la reactividad porque el hidrógeno acetilénico es ácido. Son detectados muy fácilmente por su espectro infrarrojo muy característico, y por su facilidad de formación de derivados metálicos. Presentan hidrógenos ácidos que pueden ser arrancados por bases fuertes, formando acetiluros (base conjugada del alquino). Los acetiluros son buenos nucleófilos y dan mecanismos de sustitución nucleófila con sustratos primarios.

- Los alquinos internos: Los alquinos internos o no terminales tienen carbonos en ambas partes de los átomos de carbono

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