Alcanos: estructura, nomenclatura y propiedades físicas y químicas

Resumen

El documento explica qué son los alcanos, compuestos de carbono e hidrógeno con solo enlaces simples, y su fórmula general CnH2n+2. Describe las reglas básicas de nomenclatura, las principales propiedades químicas (combustión y pirólisis o cracking) y las propiedades físicas según el número de carbonos. También introduce el concepto de hidrocarburo.

Puntos clave

Los alcanos contienen únicamente enlaces simples carbono–carbono y cumplen la fórmula general CnH2n+2.
La cadena principal es la cadena continua de carbonos más larga y la numeración busca los localizadores más bajos posibles.
Los sustituyentes alquilo derivan del alcano cambiando la terminación –ano por –ilo (metilo, etilo, propilo, butilo).
Con varios sustituyentes, estos se ordenan alfabéticamente y se numeran para obtener el conjunto de localizadores más bajo.
En combustión, los alcanos reaccionan con oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y calor.
La pirólisis o cracking rompe hidrocarburos de alto peso molecular a altas temperaturas, con catalizador y sin oxígeno.
A 25 °C, los alcanos de C1 a C4 son gases, de C5 a C17 son líquidos y desde C18 son sólidos.
Los alcanos son casi insolubles en agua por su baja polaridad y su incapacidad de formar puentes de hidrógeno.

Ponte a prueba

Los alcanos son compuestos formados por carbono e hidrógeno que solo contienen enlaces simples carbono – carbono. Cumplen la fórmula general C_nH_2n+2, donde n es el número de carbonos de la molécula.

Nomenclatura de Alcanos

Determinar el número de carbonos de la cadena más larga, llamada cadena principal del alcano. Obsérvese que no siempre es la cadena horizontal.
Los sustituyentes se nombran cambiando la terminación –ano del alcano del cual derivan por –ilo (metilo, etilo, propilo, butilo). En el nombre del alcano, los sustituyentes preceden al nombre de la cadena principal y se acompañan de un localizador que indica su posición dentro de la cadena principal. La numeración de la cadena principal se realiza de modo que al sustituyente se le asigne el localizador más bajo posible.
Si tenemos varios sustituyentes se ordenan alfabéticamente precedidos por los localizadores. La numeración de la cadena principal se realiza para que los sustituyentes en conjunto tomen los menores localizadores.

Propiedades Químicas de los Alcanos

Combustión: Los alcanos reaccionan con el oxígeno para producir dióxido de carbono, agua y calor.
Pirólisis o cracking: Es el proceso por medio del cual los hidrocarburos de alto peso molecular se rompen a altas temperaturas en presencia de un catalizador y en ausencia del oxígeno, para evitar la combustión.

Propiedades Físicas de los Alcanos

Estado Físico: A 25°C los hidrocarburos normales desde C1 hasta C4 son gases, desde C5 hasta C17 son líquidos y desde C18 en adelante son sólidos.
Puntos de Ebullición: Los puntos de ebullición muestran un aumento constante al aumentar el número de átomos de carbono.
Puntos de Fusión: Los alcanos no muestran el mismo aumento en los puntos de fusión con el aumento del número de átomos de carbono.
Densidad: Los alcanos son los menos densos de los compuestos orgánicos. Todos los alcanos tienen densidades considerablemente menores a 1g/mL.
Solubilidad: Los alcanos son casi totalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad, y a su incapacidad de formar enlaces por puentes de hidrógeno.

Hidrocarburos

Los hidrocarburos son compuestos orgánicos formados únicamente por átomos de carbono e hidrógeno. La estructura molecular consiste en un armazón de átomos de carbono a los que se unen los átomos de hidrógeno.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula general de los alcanos?

Los alcanos cumplen la fórmula general CnH2n+2, donde n es el número de carbonos de la molécula. Solo contienen enlaces simples carbono–carbono.

¿Por qué los alcanos son insolubles en agua?

Son casi totalmente insolubles en agua debido a su baja polaridad. Además, no pueden formar enlaces por puentes de hidrógeno.

¿Qué es el cracking o pirólisis de los alcanos?

Es el proceso por el que los hidrocarburos de alto peso molecular se rompen a altas temperaturas, en presencia de un catalizador y en ausencia de oxígeno. Así se evita la combustión.