بحث عن الالكانات

تُعد الألكانات من أهم المركبات العضوية في علم الكيمياء، حيث تنتمي إلى عائلة الهيدروكربونات المشبعة التي تتكون من ذرات الكربون والهيدروجين فقط، مع روابط أحادية بين ذرات الكربون. تُعرف الألكانات بكونها مركبات مستقرة كيميائيًا وتستخدم على نطاق واسع في مجالات متعددة مثل الوقود، الصناعات البتروكيميائية، التشحيم، ومواد البناء. في هذا المقال في موقع مفاهيم، سنتناول بحث عن الالكانات، خصائصها، تصنيفها، وأبرز استخداماتها في الحياة اليومية.

للنشر

واتس اب شارك غرد شارك

جدول المحتويات

• بحث عن الالكانات
  • تعريف الالكانات
  • أسماء الألكانات من 11 إلى 20
  • خواص الألكانات
  • أنواع الألكانات
  • استخدامات الألكانات
• جدول مقارنة بين الألكانات والالكينات والالكاينات

بحث عن الالكانات

تُعد المركبات العضوية أساس الكيمياء الحياتية والصناعية، ومن بين هذه المركبات تحتل الألكانات مكانة مميزة باعتبارها أبسط أنواع الهيدروكربونات المشبعة. تتميز الألكانات بتركيبها الكيميائي الذي يقتصر على روابط أحادية بين ذرات الكربون والهيدروجين، مما يمنحها ثباتًا كيميائيًا عاليًا واستخدامات واسعة في مجالات الطاقة، والصناعات البتروكيميائية، ومواد التشحيم. في هذا البحث، سنستعرض خصائص الألكانات، أنواعها، وأهم تطبيقاتها في الحياة.

تعريف الالكانات

الألكانات هي مركبات هيدروكربونية مشبعة، أي أنها تحتوي فقط على ذرات الكربون والهيدروجين مترابطة بروابط أحادية (C-C) فقط. تُعرف أيضًا باسم البارافينات، وتتميز بأنها لا تحتوي على روابط مزدوجة أو ثلاثية، مما يجعلها أقل تفاعلًا مقارنةً بالمركبات العضوية الأخرى مثل الألكينات والألكاينات.

الصيغة العامة للألكانات: CnH2n

• حيث n هو عدد ذرات الكربون.

أمثلة على الألكانات:

• الميثان (CH₄) – أبسط ألكان، وهو غاز طبيعي يستخدم كوقود.
• الإيثان (C₂H₆)
• البروبان (C₃H₈) – يُستخدم في الغاز المنزلي.
• البيوتان (C₄H₁₀) – يُستخدم في الولاعات.

أسماء الألكانات من 11 إلى 20

يتم تسمية الألكانات بناءً على عدد ذرات الكربون باستخدام الأرقام اللاتينية القديمة مع اللاحقة "-ان" (-ane)، ومن أهم أسماء الألكانات من 11 إلى 20، ما يلي:

خواص الألكانات

الألكانات تمتلك مجموعة من الخواص الفيزيائية والكيميائية التي تجعلها مميزة عن المركبات العضوية الأخرى، وهي كما يلي:

أولًا: الخواص الفيزيائية للألكانات

الحالة الفيزيائية:

• الألكانات ذات السلاسل القصيرة (C₁ - C₄) غازية (مثل الميثان، الإيثان، البروبان، والبيوتان).
• الألكانات متوسطة الطول (C₅ - C₁٦) سائلة (مثل الهكسان، الهيبتان، والأوكتان).
• الألكانات ذات السلاسل الطويلة (C₁٧ فأكثر) صلبة (مثل الشمع البارافيني).

الذوبانية:

• غير قابلة للذوبان في الماء بسبب طبيعتها غير القطبية.
• تذوب في المذيبات العضوية مثل البنزين والإيثر.

الكثافة:

• كثافتها أقل من الماء، لذلك تطفو فوق الماء.
• درجة الغليان والانصهار:
• تزداد مع زيادة عدد ذرات الكربون بسبب زيادة قوى فان دير فال بين الجزيئات.
• الألكانات المستقيمة لها درجة غليان أعلى من المتفرعة.

ثانيًا: الخواص الكيميائية للألكانات

١- التفاعل مع الأكسجين (الاحتراق):

• تحترق الألكانات بوجود الأكسجين لتكوين ثاني أكسيد الكربون (CO₂) والماء (H₂O)، وتحرر كمية كبيرة من الطاقة:
• CnH2n+2+O2→CO2+H2O+طاقة
• عند نقص الأكسجين، يتكون أول أكسيد الكربون (CO) وهو غاز سام.

٢- تفاعلات الاستبدال (الهلجنة):

• تتفاعل الألكانات مع الهالوجينات (مثل الكلور والبروم) بوجود الضوء أو الحرارة، حيث يتم استبدال ذرة هيدروجين بذرة هالوجين، مثل:
• CH4​+Cl2​→CH3​Cl+HCl
• يستمر التفاعل ليعطي منتجات متعددة مثل ثنائي وثلاثي ورباعي كلوريد الميثان.

٣- عدم التفاعل مع الأحماض والقواعد:

• الألكانات خاملة كيميائيًا ولا تتفاعل مع الأحماض أو القواعد بسبب قوة الروابط الأحادية C-C و C-H

أنواع الألكانات

الألكانات تلعب دورًا مهمًا في الصناعات البترولية والبتروكيماوية، وتستخدم كوقود وفي إنتاج البلاستيك والمواد الكيميائية، وتشمل أنواع الألكانات، ما يلي:

استخدامات الألكانات

الألكانات هي مركبات هيدروكربونية مشبعة تُستخدم على نطاق واسع في مختلف المجالات الصناعية والحياتية، ومن أبرز استخداماتها ما يلي:

1. كوقود ومصدر للطاقة

• الميثان (CH₄): يستخدم كوقود في المنازل (الغاز الطبيعي) وتوليد الكهرباء.
• البروبان (C₃H₈) والبيوتان (C₄H₁₀): يستخدمان في أسطوانات الغاز للطهي والتدفئة.
• الهكسانات والأوكتان (C₈H₁₈): مكونات أساسية في البنزين المستخدم في السيارات والطائرات.
• الكيروسين والديزل: مشتقات ألكانية تُستخدم في تشغيل محركات الطائرات والمركبات.

2. الصناعات البتروكيميائية

• تستخدم الألكانات كأساس لإنتاج المواد الكيميائية العضوية مثل الكحولات والأحماض العضوية.
• تُستخدم في صناعة البلاستيك مثل البولي إيثيلين والبولي بروبيلين.
• تدخل في إنتاج الأسمدة الكيميائية والمبيدات الحشرية.

3. المذيبات العضوية

• يتم استخدام الهكسان (C₆H₁₄) والبنتان (C₅H₁₂) في الصناعات الدوائية ومستحضرات التجميل كـ مذيبات عضوية.
• تُستخدم في استخراج الزيوت العطرية من النباتات وصناعة العطور.

4. مواد التشحيم والشمع

• تُستخدم الألكانات ذات السلاسل الطويلة (مثل البارافينات) في إنتاج الشمع الصناعي المستخدم في الشموع ومستحضرات التجميل.
• تُستخدم الزيوت البترولية المستخرجة من الألكانات في تشحيم المحركات والمعدات الصناعية.

5. التطبيقات الطبية والصيدلانية

• بعض الألكانات مثل الفازلين (Petroleum Jelly) تُستخدم في المراهم والمستحضرات الطبية.
• تُستخدم كمذيبات لبعض الأدوية والمطهرات.

6. تبريد وتكييف الهواء

• يتم استخدام مركبات تحتوي على الألكانات، مثل الكلوروفلوروكربونات (CFCs)، في أنظمة التبريد والتكييف.

7. الصناعات الكيميائية والبناء

• تُستخدم الألكانات الثقيلة في صناعة الإسفلت، وهو مكون أساسي في تعبيد الطرق.
• تُستخدم كمكونات في مواد الطلاء والورنيش.

جدول مقارنة بين الألكانات والالكينات والالكاينات

إليكم جدول مقارنة بين الألكانات والألكينات والألكاينات، ويشمل ما يلي: