Charakterystyka węglowodorów nasyconych
Węglowodory w zależności od typu wiązań występujących pomiędzy atomami węgla dzieli się na nasycone czyli alkany i nienasycone czyli alkeny oraz alkiny.
Alkany są związkami węgla i wodoru, w których pomiędzy atomami węgla występują jedynie wiązania pojedyncze, węgiel jest czterowartościowy. Ogólny sumaryczny wzór węglowodorów nasyconych ma postać:
CnH2n+2 (n = 1, 2,3…)
Alkany tworzą szereg homologiczny. Szereg homologiczny jest to grupa związków organicznych, w której każdy następny przedstawiciel różni się od swojego poprzednika o stały człon -CH2- (czyli o dwa tomy wodoru i jeden atom węgla, tzw. grupę metylenową). Związki chemiczne należące do jednego szeregu homologicznego posiadają przeważnie zbliżone właściwości chemiczne. Szereg homologicznych alkanów wygląda następująco:
CH4 metan
C2H6 etan
C3H8 propan
C4H10 butan
C5H12 pentan
C6H14 heksan
C7H16 heptan
C8H18 oktan
C9H20 nonan
C10H22 dekan
Cztery pierwsze alkany (metan, etan, propan, butan) posiadają nazwy historyczne, a nazwy pozostałych węglowodorów są złożone z liczebnika łacińskiego albo greckiego, który określa liczbę atomów węgla w cząsteczce, oraz końcówki -an.
Pierwsze cztery węglowodory nasycone szeregu homologicznego są to gazy, alkany, które mają od pięciu do piętnastu atomów węgla w cząsteczce to ciecze, a jeśli liczba atomów węgla w cząsteczce alkanu przekracza piętnaście jest on wówczas ciałem stałym.
Alkany nie rozpuszczają się w wodzie, natomiast ulegają rozpuszczeniu w rozpuszczalnikach organicznych. Związki te charakteryzują się małą aktywnością pod względem chemicznym. Ulegają reakcjom spalania. W zależności od ilości dostępnego tlenu może to być spalanie całkowite, niecałkowite lub półspalanie.
Przykładowe równania reakcji spalania pentanu:
spalanie całkowite
C5H12 + 8O2 = 5CO2 + 6H2O
Półspalanie
2C5H12 + 11O2 = 10CO + 12H2O
spalanie niecałkowite
C5H12 + 3O2 = 5C + 6H2O
Węglowodory nasycone są spotykane w ropie naftowej i gazie ziemnym. Wchodzą one w skład paliw oraz stanowią surowce w wielu syntezach organicznych.