Alcani (5)

Alcani : CH4 metano, C2H6 etano, C3H8 propano, C4H10 butano. Primi 4 sono gassosi, dal 5 al 15 liquidi e 15 in su sono solidi. I primi 4 hanno un nome loro proprio, gli altri hanno un nome che deriva dal numero degli atomi di carbonio. Cosa cambia tra gli alcani lineari e quelli ramificati? Cambiano alcune proprietà fisiche, come punti di ebollizione e fusione. Questo perché avere dei rami laterali, molecole ramificate, non consente la formazione di reticoli cristallini molto omogenei, infatti dove ci sono dei rami laterali le molecole devono rispettare delle geometrie che danno difetti reticolari, che a volte danno difficoltà a costruire dei reticoli cristallini regolari, quindi i punti di fusione delle molecole ramificate sono in genere più alti di quelle delle molecole lineari; viceversa i punti di ebollizione delle molecole ramificate sono in genere più bassi di quelle delle molecole lineari. Quali sono le reazioni chimiche a cui vanno incontro gli alcani? Gli alcani possono andare incontro a ben poche reazioni chimiche, infatti erano chiamati paraffine, deriva dal latino parum = poco, affinis = simile, infatti hanno poca affinità per altre sostanze. Però qualche reazione la fanno, e fanno tipicamente reazioni di combustione con l’ossigeno dell’aria o reazione di sostituzione radicalica di uno o di più idrogeni. Le combustioni possono essere complete in presenza di molto ossigeno, in tal caso la combustione produce anidride carbonica (o biossido di carbonio), vapore acqueo e energia (ovviamente problema delle combustioni è sempre il bilanciamento).

Alle volte però gli alcani bruciano male, perché viene a mancare ossigeno e quindi ci possono essere delle combustioni incomplete, in tal caso al posto dell’anidride carbonica viene prodotto il monossido di carbonio, e poca energia. Il monossido di carbonio è un gas estremamente pericoloso perché si lega all’emoglobina del sangue e forma la carbomossidoemoglobina, che è un composto stabile (si muore nella notte senza rendersene conto). Le sostituzioni sol meccanismo radicalico sono in genere sostituzioni di un idrogeno al cui posto va a situarsi un alogeno (reazioni di alogenazioni). Queste reazioni avvengono solo in condizioni opportune e cioè nell’ambiente devono esserci dei raggi uv che favoriscono il processo (se prendo il metano che può reagire con acido cloridrico e nell’ambiente ci sono raggi uv o altre sostanze che favoriscono la formazione di radicali liberi, qui è sicuro che avverrà una sostituzione radicalica, perché i raggi uv sono radiazioni altamente energetiche e quindi hanno un’energia sufficiente a spezzare i legami (scissione omolitica) in modo tale da ottenere un cloro radicale libero, cioè che ha un elettrone spaiato e quindi è radicale, libero perché non è legato a nient’altro e quindi è qualcosa di estremamente reattivo, sono anche estremamente nocivi per la nostra pelle. Questo cloro radicale libero va ad aggredire l’idrocarburo e lo spezza formando a sua volta un radicale libero. Se si uniscono questi due la reazione finisce qui Cl + CH3 = CH3Cl monocloruro metano o cloruro di metile. Se non si uniscono, i radicali andranno ad urtare altre molecole, e andranno a creare altri radicali = reazione a catena).
Alcani composti saturi perché avevano solo legami semplici e non legami p greca. Passiamo agli alcheni, composti insaturi, perché hanno dei legami doppi, cioè legami p greca.