Alkanlar (Parafin Hidrokarbon)

Parafin hidrokarbon olarak da adlandırılan alkan, doymuş bir hidrokarbondur. Genel formülü CnH2n+2 olan bileşikte C bir karbon atomu, H bir hidrojen atomu ve n, bir tamsayıdır. Parafinlerin önemli olan bileşenleri arasında doğal gaz ve petrol sayılabilir. Molekül başına 5'ten az karbon atomu içeren parafinler genellikle oda sıcaklığında gaz halindedir, 5 ile 15 karbon atomuna sahip olanlar genellikle sıvıdır ve molekül başına 15'ten fazla karbon atomuna sahip olan düz zincirli parafinler katıdır. Dallı zincirli parafinler ise daha yüksek bir oktan sayısına sahiptir. Hidrokarbonlar su ile karışmaz. Tüm parafinler renksizdir.

Kaynak: AnaBritannica​

Organik Bileşikler / Alkanlar
Alkanların başlıca özelliği tekli kovalent bağlar içermesidir. Bu tür bileşiklere doymuş hidrokarbonlar adı veriliyordur. Alkanlar basit moleküllü metandan (CH4) (doğal gazın %90'ı), elli ya da daha fazla karbon atomu içeren karmaşık moleküllü bileşiklere (petrolde bulunurlar) kadar değişen büyüklükte olabilirler. Genel formülleri CnH2n+2 olup, art arda gelen iki üyesi arasındaki fark bir metilen (CH2) grubu kadardır. Molekülleri arasındaki fark CH2 gibi sabit bir birim olan bileşik dizisine homolog seri adı verilir. Böyle bir serinin üyeleri fiziksel ve kimyasal özellikler açısından birbirlerine çok benzerler.

Halkalı Yapılar / Halkalı Alkanlar
Alkanlar zincir yapısındaysa CnH2n+2 genel formülüne sahip olup, alifatik alkanlar adını alırlar. Halkalı yapıda oldukları zaman CnH2n formülü ile gösterilip, alisiklik alkanlar şeklinde adlandırılırlar. Halkalı alkanlar, sanki zincirin iki ucundan birer hidrojen çıkmış ve uç karbonlar bir halka oluşturacak biçimde bağlanmış diye de düşünülebilir. Halkalar yazılırken genelde C ve H atomları gösterilmez. Bu bağlamda halkalı alkanlar, eşkenar üçgen, kare, düzgün beşgen ve düzgün altıgen biçiminde gösterilebilir.Siklopropanda bağ açıları 60 derece olup, 109,5 derece olan normal bağ açısına göre oldukça gergindir. Bu nedenle pek çok tepkimede halka açılır ve propan veya propan türevleri elde edilir. Siklopropan pek çok alkandan daha kolay tepkime verir. Siklobutan molekülü, hafifçe bükülmüştür ve bu nedenle bütün karbonlar aynı düzlem içerisinde yer almaz. Siklopentanda bir karbon atomu, diğer 4 karbon atomunun oluşturduğu düzlemin dışında olacak biçimde yine bir bükülme gözlenir ve bileşik bu haliyle daha kararlıdır.

Sikloheksan ise düzlemsel halde bulunmaz. İki farklı düzenlenme ya da konformasyon şeklinde bulunabilir. İlgili düzenlenmelere kayık ve koltuk konformasyonları adı veriliyordur. Kayık konformasyonlarında 1. ve 4. karbon üzerindeki hidrojenler birbirlerine çok yakındırlar ve itme özelliği gösterirler. Oysa koltuk konformasyonunda böyle bir itme yoktur. Bu nedenle sikloheksanın koltuk konformasyonu daha kararlıdır.

Alifatik Hidrokarbonlar / Alkanlar
Karbon atomları arasında tekil bağların bulunduğu hidrokarbonlar alkanlardır. Alkanların en basiti Jüpiter, Satürn, Uranüs ve Neptün gezegenlerinin atmosferinde bol miktarda bulunan metandır. Normal koşullarda gaz formatında bulunan metan renksiz ve kokusuz bir özellik taşır. Metan yeryüzünde metanojenler olarak adlandırılan bakterilerin oksijensiz bir ortamda bitki ve hayvan kalıntılarını parçalamasıyla oluşur. Metanojenler genel olarak bataklıklarda yaşar. Bu nedenle bataklık gazı tamamen metandan oluşur. Doğal gazın ise %75 ile %80'i metandır.Metandan sonra etan (C2H6) ve propan (C3H8), Alkan grubunun diğer iki üyesidir. İlgili alkanlardan etanın kaynama sıcaklığı metanınkinden, propanın kaynama sıcaklığı da etanınkinden oldukça yüksektir. Diğer alkanlarda ise karbon sayısı arttıkça kaynama sıcaklıkları da buna paralel artar. Alkanların 1 karbonludan 4 karbonluya kadar olan üyeleri oda sıcaklığında gaz halinde bulunur.

Alkanlarda Açık ve Kapalı Formül
Alkanlarda karbon sayısı arttıkça kapalı formülleri aynı fakat açık formülleri farklı bileşiklerle karşılaşılır. Örneğin kapalı formülü C4H10 olan bir alkan, tüm karbon atomlarının düz bir zincir şeklinde birbirine tek bağla bağlandığı Alkan olabileceği gibi dallanmış bir alkan da olabilir. Bu bağlamda karbon sayısı üçten daha fazla olan alkanlar düz zincirli ve dallanmış olarak sınıflandırılır.n-alkanlar olarak da bilinen düz zincirli alkanlar homolog seriye sahip bileşiklerdir. Bunların molekül formülleri tekrar eden '-CH2-' grubu parantez içine alınarak daha kısa bir şekilde gösterilebilir. Örneğin n-pentan, CH3 (CH2)3 CH3, n-heksan ise CH3 (CH2)4 CH3 şeklinde yazılabilir. İlgili yazılış biçimi özellikle uzun zincirli alkanlar için uygundur.Alkanların kapalı formülleri incelenirse hidrojen sayısı ile karbon sayısı arasında bir bağlantı olduğu görülür. Bu bağlantıdan yararlanarak alkanlar için genel bir formül türetilebilir. Buna göre alkanların genel formülü CnH2n+2 biçiminde ifade edilebilir (formüldeki n: 1,2,3...vb sayma sayılarıdır).