Alcane

Les alcanes sont des hydrocarbures. Ils ne contiennent donc que des atomes de carbone (C) et d'hydrogène (H). Les alcanes se différencient des hydrocarbures insaturés par le fait que les atomes ne sont liés que par des liaisons simples. Ils possèdent donc une formule brute de la forme C_nH_2n+2 où n est un entier naturel.

Les premiers sont:

• Le méthane CH₄
• L'éthane C₂H₆
• Le propane C₃H₈
• Le butane C₄H₁₀
• Le pentane C₅H₁₂
• L'hexane C₆H₁₄
• L'heptane C₇H₁₆
• L'octane C₈H₁₈
• Le nonane C₉H₂₀
• Le décane C₁₀H₂₂

Et aussi:

• Le pentadécane C₁₅H₃₂
• L'eicosane C₂₀H₄₂
• Le tricosane C₃₀H₆₂

À partir du butane (n=4), il existe plus d'une formule développée. On parle alors d'isomères pour désigner les molécules ayant la même formule brute mais des formules développées différentes.Tous cela donne une grande possibilité de créations et les conventions de nommages en découlent. La nomenclature des alcanes est donc extrêmement « logique ».

Les alcanes existent en grande quantité sous forme de gisements naturels de gaz ou de pétrole. L'origine de ces gisements est attribuée à la fermentation de la cellulose des végétaux des temps préhistoriques.

Le gaz naturel est essentiellement constitué de méthane et les pétroles contiennent un mélange d'hydrocarbures (dont des alcanes allant de C₁H₄ à C₄₀H₈₂).

Le méthane, l'éthane, le propane et le butane sont des gaz à température ambiante.
À partir de C₅, on rencontre des liquides et à partir de C₁₇ des solides.
Les alcanes liquides ou solides ont une densité assez faible (environ 0.7).Comme tous les hydrocarbures, ils sont insolubles dans l'eau, par contre, ils sont miscibles avec la plupart des liquides organiques et sont eux même des solvants pour de nombreux composés organiques.

D'une façon générale, les alcanes sont assez peu réactifs, autrement dit stables. Ceci s'explique par le fait que les liaisons C-C et C-H sont assez fortes:

       C-C = 82.6 kcal/mol       C-H = 100 kcal/mol          (1 cal = 4.18 J)

Les alcanes peuvent réagir dans plusieurs réactions:

• Réaction de combustion : on brise la liaison C-C (le squelette de la molécule). Il en existe deux types :

• la complète qui produit du dioxyde de carbone et de l'eau

CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O

• l'incomplète qui produit du carbone (solide) et de l'eau

CH₄ + O₂ → C + 2 H₂O

• Réaction de substitution : on brise la liaison C-H (on substitue H par un autre élément)

• Réaction de déshydrogénisation: on créé une double liaison entre 2 carbones ( C=C ) de la chaînes en brisant la liaison de 2 H. Le produit resultant est un alcène.

La réaction de combustion des alcanes n'a pas un grand intérêt au niveau chimique car la molécule est complètement détruite.Par contre cette combustion a un grand intérêt pratique puisque les alcanes peuvent être utilisés comme carburant ou combustible du fait que cette réaction est très exothermique (libération de chaleur).

Formule développée de l'éthane:

    H   H
    |   |
H - C - C - H
    |   |
    H   H

En format réduit: CH₃-CH₃

Voir aussi

Cubane

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