Alkanlar (parafinlər) yalnız karbon–karbon və karbon–hidrogen tək (σ) rabitələrindən ibarət doymuş karbohidrogenlərdir; ümumi formul CₙH₂ₙ₊₂ (n ≥ 1). Hər karbon atomu sp³ vəziyyətdə hibridləşir: dörd ekvivalent hibrid orbital tetraedrik yönümlə yerləşir, rabitə bucağı ≈109°28′ olur. Buna görə uzun zəncirli alkanların skeleti dairəvi deyil, ziqzaq (W-şəkilli) formadadır. Homoloji sıranın ilk üzvü metan CH₄-dür; sonrakı üzvlər hər dəfə bir –CH₂– qrupu (homoloji fərq) artırmaqla alınır: etan C₂H₆, propan C₃H₈, butan C₄H₁₀, pentan C₅H₁₂ və s. Formuladan istifadə edərək istənilən alkan üçün atom sayını hesablamaq olar. Ümumi yayılan səhv — alkanı alkenlə (CₙH₂ₙ) qarışdırmaqdır; alken doymamış, sp² hibridli olur.
📌Nümunə
Məsələn: C₅H₁₂ alkanı pentan adlanır, n = 5 olduğundan hidrogen sayı 2×5+2 = 12-dir — bu ümumi formul ilə tam uyğun gəlir.
Qrafiklər
Metan molekulunun tetraedrik quruluşu: mərkəzi karbon ətrafında 4 hidrogen, rabitə bucağı 109,5°
Əsas terminlər
Alkanlar (Parafinlər) — Yalnız karbon–karbon və karbon–hidrogen tək (σ) rabitələrindən ibarət doymuş karbohidrogenlərdir. Ümumi formulu CnH2n+2 (n≥1).
sp3 hibridləşmə — Karbon atomunun bir s və üç p orbitalının qarışaraq dörd ekvivalent hibrid orbital əmələ gətirməsi. Orbitallar fəzada tetraedrik yönümlü yerləşir, rabitə bucağı ≈109∘28′ olur.
Homoloji sıra — Eyni ümumi formulla ifadə olunan, kimyəvi xassələri oxşar, lakin hər bir sonrakı üzvü əvvəlkindən bir –CH2– qrupu qədər fərqlənən birləşmələr ardıcıllığı.
Homoloji fərq — Homoloji sırada qonşu üzvlər arasındakı –CH2– qrup fərqi. Kütlə fərqi 14 a.k.v.-ə bərabərdir.
σ-rabitə (siqma rabitə) — İki atom orbitalının nüvələrarası ox boyunca üst-üstə düşməsi nəticəsində yaranan tək kovalent rabitə növü. Alkanlardakı bütün rabitələr σ-rabitədir.
Tetraedrik quruluş — Karbon atomunun dörd rabitəsinin fəzada bərabər bucaqlarla (≈109∘28′) bir-birindən uzaqlaşdığı həndəsi forma. Bu quruluşa görə uzun zəncirli alkanlar düzxətli deyil, ziqzaqvarı (W-şəkilli) skelet əmələ gətirir.
Alkanların homoloji sırası (n = 1–10)
n
Adı
Molekul formulu
Tam açıq formul
1
Metan
CH4
CH4
2
Etan
C2H6
CH3–CH3
3
Propan
C3H8
CH3–CH2–CH3
4
Butan
C4H10
CH3–(CH2)2–CH3
5
Pentan
C5H12
CH3–(CH2)3–CH3
6
Heksan
C6H14
CH3–(CH2)4–CH3
7
Heptan
C7H16
CH3–(CH2)5–CH3
8
Oktan
C8H18
CH3–(CH2)6–CH3
9
Nonan
C9H20
CH3–(CH2)7–CH3
10
Dekan
C10H22
CH3–(CH2)8–CH3
Cədvəl: İlk on alkanın adları, molekul və tam açıq formulları. Qonşu üzvlər arasında fərq bir –CH2– qrupudur; bu, 14 a.k.v. kütlə artımına uyğundur.
✎Hesablama: Pentanın ümumi formulla uyğunluğunun yoxlanması
1Verilənlər: Maddə: pentan. Karbon atomlarının sayı n=5.
2Addım 1: Ümumi formulun tətbiqi: Alkanların ümumi formulu CnH2n+2. n=5 qiymətini düsturda yerinə yazırıq: H=2n+2=2×5+2.
3Addım 2: Hidrogen sayının hesablanması: 2×5+2=10+2=12. Deməli, hidrogen atomlarının sayı 12 olmalıdır.
4Addım 3: Nəticənin yoxlanması: Alınan formul C5H12 — bu, həqiqətən də pentanın molekul formuludur. Hesablama ümumi formul ilə tam uyğundur.
🚫Tez-tez səhv
Ümumi yayılan səhv: alkanları (CnH2n+2) alkenlərlə (CnH2n) qarışdırmaq. Alkenlər doymamış karbohidrogenlərdir, tərkibində ikiqat rabitə olur və karbon atomları sp2 hibridləşmədədir. Alkanı yoxlamaq üçün hidrogen sayını 2n+2 düsturu ilə hesablayıb müqayisə edin.
⚠️Diqqət
Alkanların karbon skeleti düzxətli deyil — sp3 hibridləşmənin tetraedrik quruluşu səbəbindən zəncir ziqzaqvarı (W-şəkilli) formada olur. Molekul modellərini çəkərkən karbon atomlarını bir düz xətt üzərində yox, ≈109∘28′ bucaq altında yerləşdirmək lazımdır.
Qaydalar
1Alkanların ümumi formulu CₙH₂ₙ₊₂-dir (n ≥ 1); yalnız tək σ-rabitələr mövcuddur.
2Hər karbon sp³ hibridləşmədədir; rabitə bucağı ≈109°28′, quruluş tetraedrikdir.
3Homoloji sırada ardıcıl üzvlər arasındakı fərq bir –CH₂– qrupudur (homoloji fərq = 14 a.k.v.).
