Concetti Chiave
- Gli alcani sono composti apolari e insolubili in acqua a causa dei legami covalenti non polari tra carbonio e idrogeno.
- Hanno punti di ebollizione e fusione più bassi rispetto ad altri composti organici di pari peso molecolare, a causa delle deboli interazioni idrofobiche.
- I punti di ebollizione degli alcani aumentano con l'aumento della lunghezza della catena di carbonio, mentre si abbassano se la catena è ramificata.
- I primi tre alcani sono gassosi, mentre gli altri sono liquidi, mostrando un cambiamento di stato con l'aumento del numero di atomi di carbonio.
- Gli alcani ciclici, come ciclopropano e ciclobutano, hanno conformazioni molecolari che differiscono dalle semplici strutture geometriche previste.
Proprietà degli alcani
Essendo formati da legami covalenti non polari tra C e H, gli alcani sono apolari, quindi insolubili in acqua (non rimpiazzano i legami a H tra le molecole di acqua). A parità di peso molecolare, rispetto agli altri composti organici, hanno quindi punti di ebollizione e fusione più bassi, è più semplice infatti andare a rompere le poche interazioni deboli (solo idrofobiche).I punti di ebollizione aumentano all'aumentare degli atomi di C: al loro aumentare si allunga la catena e aumenta la possibilità di contrarre interazioni deboli; i punti di fusione ed ebollizione si abbassano se la catena si ramifica o forma una sfera, che riduce il numero di legami possibili dato il diminuire della superficie di contatto; i primi tre alcani si trovano in forma gassosa, gli altri liquidi.
Hanno formula bruta CnH2n (come gli alcheni): la struttura della molecola si ripiega su se stessa, ciclizza. Si potrebbe pensare a un struttura triangolare per il ciclopropano, quadrata per il cliclobutano, pentaedrica per il ciclopentano e così via, ma in realtà le conformazioni sono diverse. Commutazione: la reazione che sposta i sostituenti equatoriali ad assiali e viceversa. Se abbiamo un sostituente più ingombrante, la molecola si stabilizza nella conformazione con quel sostituente ingombrante in posizione equatoriale.
Domande da interrogazione
- Qual è la solubilità degli alcani in acqua e perché?
- Come varia il punto di ebollizione degli alcani con l'aumento degli atomi di carbonio?
Gli alcani sono apolari e quindi insolubili in acqua, poiché non possono sostituire i legami a idrogeno tra le molecole d'acqua.
Il punto di ebollizione degli alcani aumenta con l'aumento degli atomi di carbonio, poiché la catena si allunga e aumenta la possibilità di contrarre interazioni deboli.
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