Los alcanos son compuestos químicos cuyas moléculas están formadas por carbono (C) e hidrógeno (H). Los átomos de carbono están unidos entre sí por enlaces covalentes C–C, y son capaces de formar largas cadenas completamente estables. En el carbono hay cuatro electrones de valencia, uno de los cuales va a unirse a cada carbono que le acompañe en la cadena. Para cubrir los electrones que sobran está el hidrógeno, cuyos átomos se enlazan compartiendo un electrón cada uno. De este modo, la forma general que tendrá una cadena de alcano larga será:
CH3–CH2–(CH2)n–CH2–CH3
Donde:
- CH3: carbono del extremo. Sus cuatro electrones están compartidos: 1 con el carbono siguiente, 3 con átomos de hidrógeno.
- CH2: carbono intermedio. Sus cuatro electrones están compartidos: 1 con el carbono anterior, 1 con el carbono siguiente, 2 con átomos de hidrógeno.
- (CH2)n: son todos los carbonos intermedios. La letra n indica que puede ser cualquier número igual o mayor que 1.
Los alcanos, al estar constituidos por carbono e hidrógeno, forman junto a los alquenos y los alquinos la gran familia de los hidrocarburos. Sin embargo, se distinguen por tener únicamente enlaces covalentes simples en la forma C–C. Esto significa que cada carbono sólo debe compartir 1 electrón para unirse a un átomo de carbono y así alcanzar la estabilidad. Por eso, a los alcanos también se les llama hidrocarburos saturados.
Por la relación que guardan los átomos de carbono e hidrógeno en una molécula de alcano, la fórmula general que caracteriza a los alcanos es:
CnH(2n+2)
Donde n es un número igual o mayor a 1.
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Tipos de alcanos
Los alcanos se clasifican según la forma que tenga la estructura de su molécula en:
- Alcanos de cadena lineal
- Alcanos de cadena ramificada
- Alcanos cíclicos
- Alcanos policíclicos
Los alcanos de cadena lineal tienen carbonos unidos en una cadena que va en línea recta. Se puede apreciar en ellas el número de enlaces que hay y cuáles son los extremos inicial y final.
Los alcanos de cadena ramificada tienen, unida a uno (o más) de los carbonos, alguna cadena extra a la que se llama cadena sustituyente o ramificación. Considerando la molécula completa, se debe de establecer la cadena principal, que es la sucesión más larga que se forme de enlaces C–C. Esta línea más larga podrá ser en zigzag al incluir los carbonos de alguna ramificación.
Los alcanos cíclicos son los alcanos cuya molécula tiene la forma de una figura cerrada o polígono. Cada vértice de esta figura lo marcará un carbono de la estructura. Estos pueden contener de 3 carbonos en adelante, dado que el triángulo es la figura más simple.
Los alcanos policíclicos son moléculas en las que se ven unidas dos o más estructuras geométricas, definidas por los alcanos cíclicos. Los carbonos de sus vértices más cercanos quedan enlazados, conformándose una molécula policíclica estable.
El metano CH4
El metano (CH4), un compuesto químico formado por un átomo de carbono y cuatro de hidrógeno, es el alcano más simple. Es un gas incoloro, inodoro, insípido y más ligero que el aire, teniendo poco más que la mitad de su peso. Es el componente principal del gas natural, localizado en yacimientos subterráneos donde se ha descompuesto materia orgánica desde las eras geológicas. Es altamente inflamable porque los enlaces carbono-hidrógeno C–H que lo conforman se rompen con facilidad.
Se utiliza como combustible en los hogares por dar bastante poder calorífico y ser de fácil manejo. Se almacena en tanques presurizados y es conducido por mangueras o tuberías protegidas para su suministro. Cuando se le hace reaccionar con hidrácidos, se forman los halogenuros de alkilo más simples, como el clorometano CH3Cl, el diclorometano CH2Cl2, el cloroformo o triclorometano CHCl3, y el tetracloruro de carbono CCl4.
El gas LP
El gas LP o gas licuado de petróleo es la mezcla formada en su mayoría por los alcanos de 3 y 4 carbonos: el propano C3H8 y el butano C4H10. Por ellos, tiene un mayor peso molecular que el gas natural. También se encuentra en yacimientos subterráneos, y aporta mucho más poder calorífico porque los enlaces C–C al romperse en una combustión aportan más calor que los C–H del metano. Suele utilizarse en la industria al requerir más energía, aunque también en los hogares.
20 ejemplos de alcanos
- Metano CH4
- Etano C2H6
- Propano C3H8
- Butano C4H10
- Pentano C5H12
- Hexano C6H14
- Heptano C7H16
- Octano C8H18
- Nonano C9H20
- Decano C10H22
- Undecano C11H24
- Dodecano C12H26
- Tridecano C13H28
- Tetradecano C14H30
- Pentadecano C15H32
- Hexadecano C16H34
- Heptadecano C17H36
- Octadecano C18H38
- Nonadecano C19H40
- Eicosano C20H42
20 ejemplos de derivados de los alcanos
- Clorometano CH3–Cl
- Diclorometano CH2–Cl2
- Triclorometano CH–Cl3
- Tetracloruro de carbono C–Cl4
- Cloroetano CH3CH2–Cl
- Dicloroetano CH3CH–Cl2
- Tricloroetano CH3C–Cl3
- Tetracloroetano Cl–CH2C–Cl3
- Cloropropano CH3CH2CH2–Cl
- Dicloropropano CH3CH3CH–Cl2
- Tricloropropano CH3CH3C–Cl3
- Tetracloropropano Cl–CH2CH2C–Cl3
- Clorobutano CH3CH2CH2CH2–Cl
- Diclorobutano CH2CH2CH2CH–Cl2
- Triclorobutano CH3CH2CH2C–Cl3
- Tetraclorobutano Cl–CH2CH2CH2C–Cl3
- Cloropentano CH3CH2CH2CH2CH2–Cl
- Dicloropentano CH3CH2CH2CH2CH–Cl2
- Tricloropentano CH3CH2CH2CH2C–Cl3
- Tetracloropentano Cl–CH2CH2CH2CH2C–Cl3
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