Dénommés également paraffines, les alcanes sont des hydrocarbures acycliques saturés de formule générale CnH2n+2. On peut les représenter symboliquement par la notation RH, où R correspond à un groupe alkyle (CnH2n+1). Ils ne comportent que des liaisons carbone-carbone simples.
Alcanes à chaîne carbonée non ramifiée Les quatre premiers alcanes (1 < n < 4) portent des noms consacrés par l'usage : méthane, éthane, propane, butane.
Les alcanes sont des hydrocarbures (formés uniquement de carbone et d'hydrogène) de formule générale CnH2n+2.
Reconnaître un alcaneMéthode
Une molécule fait partie de la famille des alcanes si elle est uniquement composée d'atomes de carbone et d'hydrogène liés entre eux par des liaisons simples.
hydrocarbure. Composé formé uniquement de carbone et d'hydrogène.
Le principal intérêt des alcanes est bien entendu leur utilisation à la fois comme sources d'énergie (énergies fossiles) et comme matières premières pour la fabrication de produits pétrochimiques (matières plastiques, détergents, etc.). Ils font donc partie de l'industrie chimique lourde.
Le nom d'un alcane linéaire est constitué d'un préfixe indiquant le nombre d'atomes de carbone de la chaîne carbonée suivi de la terminaison –ane. Les premiers alcanes sont le méthane (n = 1), l'éthane (n = 2), le propane (n = 3), le butane (n = 4), le pentane (n = 5) et l'hexane (n = 6).
Les alcanes liquides ou solides ont une densité assez faible (environ 0,7). Comme tous les hydrocarbures, ils sont insolubles dans l'eau ; par contre, ils sont miscibles avec la plupart des liquides organiques et sont eux-mêmes des solvants pour de nombreux composés organiques.
Un alcane ramifié est un alcane qui, pour un ou plusieurs de ses éléments Carbone, possède non pas 1 ou 2 liaisons avec d'autres carbones, mais une troisième (voire une quatrième) liaison, avec ce que l'on appelle un groupe alkyle.
Les alcanes à chaîne cyclique
Exemple : le cyclohexane est un alcane composé d'une chaîne de 6 atomes de carbone réunis en un cycle. La formule brute d'un alcane monocyclique peut s'exprimer ainsi : CnH2n Il existe également des composés de type alcanes monocycliques plus complexes.
L'alcène le plus simple est l'éthylène (nom usuel de l'éthène).
Les alcanes non cycliques ont pour formule brute C n H 2 n + 2 \text{C}_n\text{H}_{2n+2} CnH2n+2, ils n'ont que des liaisons simples.
Si la chaîne principale carbonée est cyclique, on introduit le préfixe « cyclo » devant le nom de l'alcane linéaire qui possède le même nombre d'atomes de carbone que la structure cyclique.
Les quatre premiers alcanes (méthane, éthane, propane et butane) sont gazeux dans les conditions de température et de pression ordinaires (25 °C et 1 atm). Dans les mêmes conditions, ils sont liquides depuis le pentane jusqu'à l'hexadécane (C16H34). Ils sont ensuite solides.
Un alcane est un hydrocarbure saturé, ce qui signifie que le squelette carboné ne contient pas de doubles ou triples liaisons, contrairement à un alcène ou un alcyne. Les alcanes sont utilisés dans un certain nombre d'applications industrielles et se retrouvent dans le gaz naturel et le pétrole.
Les paraffines, du latin parum affinis, "qui a peu d'affinité", sont des alcanes, à savoir des molécules linéaires d'hydrocarbures saturés à chaîne droite (CnH2n+2). On peut distinguer essentiellement les : Paraffine solide : cires (n=20 à 40) Paraffine liquide (n=8 à 19)
Pour former le nom des alcanes ramifiés, on prend comme squelette de base l'enchaînement linéaire le plus long qui donnera le nom de la molécule, les autres chaînes constituant des ramifications alkyle.
Pour équilibrer les équations bilans des réactions de combustion des alcanes, on commence par équilibrer les atomes de carbone, ensuite les atomes d'hydrogène, puis les atomes d'oxygène.
Des molécules sont dites « isomères » lorsqu'elles ont la même formule brute mais des structures différentes. Le phénomène d'isomérie a été remarqué pour la première fois au XIXe siècle. À cette époque, les chimistes pensaient que les propriétés d'une substance dépendaient entièrement de sa formule brute.
Règle de Markovnikov : dans l'addition d'un acide halogéné (HCl, HBr, etc.) à un alcène asymétrique (RCH=CH2, par ex.), l'ion d'hydrogène (H+) se fixe sur le carbone qui porte le plus d'atomes d'hydrogène.
La nomenclature des alcènes dérive de celle des alcanes de même squelette. La racine est la même, le suffixe ène remplace le suffixe ane. La chaîne principale est la chaîne la plus longue qui contient la double liaison, et la position de celle-ci est indiquée par le numéro de l'atome de carbone qui la porte.
On appelle alcènes, les hydrocarbures insaturés non cycliques de formule CnH2n. La chaîne principale est celle qui comporte le plus grand nombre de liaisons et, le cas échéant, le plus grand nombre d'atomes de carbone. Le nom du composé dérive de celui de l'alcane en remplaçant la terminaison ane par ène.