4-2 الألكانات

تقوم الألكانات على هيدروكربونات تحتوي روابط أحادية فقط بين ذرات الكربون، وتُصنّف إلى سلاسل مستقيمة أو متفرعة أو حلقات، وتخضع لنظام تسمية الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية الأيوباك باعتماد أطول سلسلة كربونية وترقيمها لإعطاء المجموعات البديلة أصغر الأرقام مع مراعاة الترتيب الهجائي. تتميز الألكانات بكونها مركبات غير قطبية لتقارب السالبية الكهربية بين الكربون والهيدروجين، مما يجعلها لا تمتزج بالماء وتذوب في المذيبات غير القطبية، كما أن روابطها القوية تجعلها ضعيفة النشاط الكيميائي. فعلى سبيل المثال، لو أخذنا مركب الهبتان لكانت صيغته الجزئية تعتمد على الصيغة العامة $C_n H_{2n+2}$ لتصبح $C_7 H_{16}$.

الفكرة الأساسية

الألكانات هي هيدروكربونات تحتوي على روابط أحادية فقط بين ذرات الكربون، وتعتمد في صيغتها العامة على الصيغة $C_n H_{2n+2}$ حيث يمثل $n$ عدد ذرات الكربون، وتتدرج في السلاسل المستقيمة أو المتفرعة أو الحلقية.

الشرح

تتألف الألكانات من روابط كربون-كربون وكربون-هيدروجين وهي روابط غير قطبية لتقارب السالبية الكهربية. تسمى السلسلة المتوالية بهذا الاسم لأنها تختلف عن بعضها في وحدة متكررة هي $- CH_2 -$. لتسمية الألكانات ذات السلاسل المتفرعة وفق نظام الأيوباك، نحدد أولاً أطول سلسلة كربونية متصلة لتكون السلسلة الرئيسة، ثم نرقم ذرات الكربون من الطرف الأقرب للمجموعة البديلة لنحصل على أصغر الأرقام الممكنة. نكتب اسم كل مجموعة أكليد بديلة قبل اسم السلسلة الرئيسة، وإذا تكررت المجموعة نستخدم بادئات مثل ثنائي وثلاثي، وتُرتب المجموعات هجائياً متجاهلة البادئات.

مثال محلول خطوة بخطوة

خذ المركب المكون من سلسلة كربونية طولها ثماني ذرات كربون (أوكتان) مع مجموعتي ميثيل على الموقعين 3 و 5 ومجموعة إيثيل على الموقع 4. الخطوة 1: نحدد أطول سلسلة كربونية وهي ثماني ذرات إذن الاسم الرئيس هو أوكتان. الخطوة 2: نرقم السلسلة من اليمين أو اليسار لتعيين مواقع المجموعات البديلة على الموقعين 3 و 5 للميثيل و 4 للإيثيل. الخطوة 3: نسمي مجموعات الألكيل وهي مجموعتا ميثيل ومجموعة إيثيل واحدة. الخطوة 4: نستخدم البادئة ثنائي لأن مجموعة الميثيل تكررت مرتين لتصبح ثنائي ميثيل. الخطوة 5: نرتب المجموعات هجائياً متجاهلين البادئات، حيث يكتب إيثيل قبل ميثيل بناءً على الحرفين E و M. الخطوة 6: نكتب الاسم كاملاً مستخدمين الشرطات والفواصل بالشكل التالي: 4-إيثيل-3، 5-ثنائي ميثيل أوكتان.

أخطاء شائعة

اختيار سلسلة كربونية قصيرة على أنها السلسلة الرئيسة متجاهلين الأطول. الترقيم من الطرف الأبعد عن المجموعة البديلة مما يعطي أرقاماً أكبر للمواقع. إدخال البادئات مثل ثنائي وثلاثي في حساب الترتيب الهجائي للمجموعات البديلة.

سؤالان للتدريب مع الإجابة

السؤال الأول: ما الصيغة الجزئية لألكان يحتوي على 13 ذرة كربون في صيغته الجزيئية؟ الإجابة: بتطبيق الصيغة العامة $C_n H_{2n+2}$ نحصل على $C_{13} H_{2(13)+2}$ لتصبح الصيغة $C_{13} H_{28}$. السؤال الثاني: سمِ الألكان الذي يحوي حلقة سداسية مرتبطة بثلاث مجموعات ميثيل على المواقع 1 و 3 و 4. الإجابة: 1، 3، 4-ثلاثي ميثيل هكسان حلقي.