Alkaner er et av de første temaene mange møter i organisk kjemi i Kjemi 1, men temaet er mer enn en liste med navn som metan, etan og propan. Alkaner viser hvordan karbon kan bygge stabile molekyler, hvordan struktur henger sammen med egenskaper, og hvordan kjemikere bruker systematiske navn for å beskrive molekyler presist. Når du forstår alkaner, får du også et bedre grunnlag for å lære alkener, alkoholer, karboksylsyrer, estere og polymerer senere.
I LK20 er det viktig å kunne bruke modeller, forklare sammenhenger og vurdere kjemiske reaksjoner i natur, teknologi og samfunn. Alkaner passer godt inn i dette fordi de både er konkrete stoffer i hverdagen og en inngang til faglig tenkning. Metan finnes i naturgass, propan og butan brukes i gassbeholdere, og lengre alkaner finnes i bensin, diesel, parafin og voks. Samtidig må vi kunne diskutere forbrenning, energi, klimagasser og miljøeffekter på en faglig måte.
Denne artikkelen er skrevet for elever på videregående som vil ha en ryddig, eksamensrelevant og LK20-nær forklaring. Målet er at du skal kunne bruke fagbegrepene riktig, lese strukturformler og forstå hvorfor alkaner oppfører seg slik de gjør.
Hva er alkaner?
Alkaner er hydrokarboner. Det betyr at de bare inneholder grunnstoffene karbon og hydrogen. Det som kjennetegner alkaner, er at alle bindingene mellom karbonatomene er enkeltbindinger. Derfor kalles de mettede hydrokarboner. Hvert karbonatom i et alkan har fire enkeltbindinger totalt, enten til andre karbonatomer eller til hydrogenatomer.
Den generelle formelen for åpne, ikke-sykliske alkaner er CnH2n+2. Hvis n = 1, får vi CH4, som er metan. Hvis n = 2, får vi C2H6, som er etan. Hvis n = 3, får vi C3H8, som er propan. Formelen viser et mønster, men du må også kunne se strukturen. Organisk kjemi handler ikke bare om antall atomer, men om hvordan atomene er bundet sammen.
De første alkanene
De første alkanene danner en homolog rekke. Det betyr at hvert nytt stoff i rekken skiller seg fra det forrige med en CH2-gruppe. Rekkefølgen starter slik: metan, etan, propan, butan, pentan, heksan, heptan, oktan, nonan og dekan. Disse navnene er svært viktige fordi de brukes som stamme i mange andre organiske forbindelser.
Metan har ett karbonatom. Etan har to. Propan har tre. Butan har fire. Når antallet karbonatomer øker, øker også molekylmassen og styrken på Londonkreftene mellom molekylene. Derfor stiger vanligvis kokepunktet nedover i rekken.