Alcanos

 Que son los alcanos ? 

Los alcanos son moléculas de cadena abierta o cerrada que se encuentran unidos por enlaces sencillos, a estos compuestos de forma genérica se les clasifica como hidrocarburos alifáticos, donde alifático proviene de la palabra griega aleiphar que significa “grasa”; debido a que están conformados por enlaces sencillos se clasifican como “hidrocarburos saturados”. Los alcanos son también conocidos como “parafinas”, que en latín significa “poca afinidad”, debido a su poca reactividad química a temperatura ambiente, los alcanos no son afectados por ácidos o bases fuertes, esto por la naturaleza de sus enlaces covalentes no polares.

Hibridación del carbono 

Los carbonos de los alcanos presentan hibridación sp3 , con ángulo entre sus enlaces de 109° y forman un enlace sencillo denominado σ (sigma); la fórmula general de los alcanos es CnH2n+2, con la cual podemos determinar la estructura condensada de los alcanos. Por ejemplo, de esta fórmula es el etano un compuesto con dos carbonos lo que implica que el número de hidrógenos en la molécula es 2(2)+2=6, C2H6. 

C2H6

Nomenclatura 

Los alcanos se nombran conforme a la IUPAC, con un prefijo numeral (met, et, but, prop, pent, etc.), seguido del sufijo “ano” que los categoriza como alcanos. En la Tabla 2.1 se encuentran algunos prefijos que se usan para determinar el nombre de los hidrocarburos, un ejemplo es el hexano, que nos indica que es un alcano con 6 carbonos. 

Tipos de estructuras 

Alcanos Lineales. Son moléculas de cadena abierta con enlaces sencillo tipo σ (sigma). Los alcanos más comunes se pueden representar mediante su estructura molecular, desarrollada y semidesarrollada.

Tipos de carbono 

Los átomos de carbono se clasifican de acuerdo al número de átomos de carbono a los que se encuentra unido. Por ejemplo, un carbono primario es el que se encuentra unido solo a un átomo de carbono y los demás enlaces a hidrógenos; un carbono secundario está unido a dos átomos de carbono; terciario a tres y el cuaternario a cuatro.

Representación de los hidrocarburos 

En términos generales tanto para los hidrocarburos, como para cualquier estructura en química orgánica, existe una representación más, a las indicadas como fórmulas moleculares, estructura semidesarrollada y desarrollada. Esta representación más simple no suple a las antes mencionadas, ya que sólo se trata de representar a los compuestos, para hacer más fácil su escritura, ésta se compone de líneas y puntos, las líneas representan los enlaces y cada vértice o punto al final de la línea representa un carbono.  Es importante hacer notar que los enlaces carbonohidrógeno regularmente se omiten.

Reglas para la asignación de nombres para hidrocarburos de cadena larga y ramificadas.

1. Identificar la cadena más larga del hidrocarburo de entre las combinaciones posibles. Es importante hacer notar que es preferible que la cadena elegida tenga los sustituyentes más simples posibles. El número de carbonos de la cadena más larga será el nombre principal de la cadena.

2. Se deben enumerar los átomos de carbono de la cadena comenzando por el extremo donde se encuentra más cercano uno de los sustituyentes.

3. Una vez enumerados los átomos, el siguiente paso es identificar los sustituyentes que están unidos a la cadena principal e identificar el número de carbono en donde se encuentra el radical.

4. En el caso de que dos o más sustituyentes se repitan, se deben de colocar los prefijos numerales di, tri, tetra, penta, etc., para indicar cuántos de ellos están presentes, por ejemplo, hay dos metilos en la Figura 2.14, por lo tanto, para el nombre no se repetirán los dos metilos se debe escribir como dimetil. Posteriormente, se procede a asignar un número, el cual indica la posición en la que se encuentra el grupo radical enlazado a la cadena principal. Al tener dos o más radicales, los números son separados por comas y los radicales de los números por guiones. 

5. Para dar nombre final al compuesto, primero se escriben los sustituyentes en orden alfabético sin tomar en cuenta los prefijos numerales (di, tri, tetra, etc.). Se debe de colocar el número seguido de un guión, y en caso de tener dos números, se separan con una coma. Una vez colocado todos los sustituyentes se pone al final el nombre de la cadena principal.

Cicloalcanos 

En la naturaleza además de existir los hidrocarburos de cadena abierta, existen otros en donde la cadena se cierra formando un anillo, los cuales dependerán directamente del número de carbonos que lo contenga, estos son los llamados hidrocarburos cíclicos. Tienen un punto de ebullición y una densidad mayor que la del alcano con el mismo número de átomos de carbono, su fórmula general es: CnH2n, sin embargo, hay que tener cuidado con esta fórmula, ya que como se comentara más adelante, corresponde también a la de los alquenos, aunque se pueden distinguir rápidamente porque se antecede la palabra ciclo seguida del hidrocarburo de acuerdo a su número de carbonos. La estructura más simple que existe es para el anillo de tres miembros denominado ciclopropano, en el caso de cuatro ciclobutano, y así sucesivamente. Estos compuestos también son conocidos como Naftenos dentro de la industria petrolera.