## Alkanen

Theorie
Koolwaterstoffen komen in verschillende vormen voor. Deze koolwaterstoffen kunnen onderverdeeld worden in groepen, ook wel een homologe reeks genoemd. Iedere stof binnen een groep heeft heeft dezelfe verhouding tussen C-atomen en H-atomen in het molecuul. Iedere homologe reeks stoffen heeft zijn eigen naam waaronder alkanen, alkenen en alkanolen.

Alkanen
Een van de homologe reeksen die aanwezig zijn in aardolie worden alkanen genoemd. De algemene formule van alkanen is CnH2n+2. Hierbij staat de 'n' voor het aantal C-atomen. Tussen de C-atomen in een alkaanmolecuul komen enkel enkelvoudige bindingen voor. Alkanen zijn dus altijd verzadigde verbindingen: het maximale aantal waterstofatomen per molecuul
Een voorbeeld van verschillende alkanen;
Propaan Methylpropaan Butaan
Zoals je aan de bovenstaande moleculen kan zien bestaan er vertakte moleculen (methylpropaan) en onvertakte moleculen (propaan en butaan). Zie ook de vorige opdracht!
Isomerie
Als we naar het molecuul methylpropaan en butaan kijken zien we dat ze dezelfde molecuulformule hebben C4H10, toch zien ze er anders uit en hebben ze andere stofeigenschappen. Dit verschijnsel heet isomerie. De verschillende stoffen die dezelfde molecuulformule hebben, noem je isomeren.
Aangezien één molecuulformule kan leiden tot verschillende moleculen is het belangrijk dat de naamgeving duidelijk is. Er is een systematische naamgeving ontwikkeld met regels die over de gehele wereld gelden.
Naamgeving
onvertakte alkanen (je gaat van het ene naar het andere koolstofatoom zonder dat je "links- of rechtsaf" kunt in het molecuul)
Deze namen behoor je uit je hoofd te leren, deze vormen de basis van naamgeving van de vertakte alkanen. Een overzicht van deze alkanen zie je hieronder. De naam van een alkaan eindigt altijd op -aan. (herken je er wat in? Bijv. octaan... octopus... 8?)

Naamgeving vertakte alkanen

De namen van vertakte alkanen stellen we op volgens de volgende regels:

- Zoek de langste onvertakte keten in het molecuul op. Dit noemen we de hoofdketen van het molecuul. De naam van het molecuul eindigt met de naam van het alkaan dat evenveel koolstofatomen heeft als de hoofdketen.

- Benoem de zijtakken van de hoofdketen. De namen van deze zijketens eindigen op –yl en zijn afgeleid van de namen van de alkanen met evenveel koolstofatomen als de zijketen. Een zijketen van één C-atoom en drie H-atomen heet methyl, die met twee C-atomen heet ethyl, met drie C-atomen propyl etc. Deze atoomgroepen noemen we algemeen alkylgroepen.

- De hoofdketen nummeren we zodanig dat de zijketens een zo laag mogelijk plaatsnummer krijgen.

- Bij meerdere zijketens zet je de plaatsnummers in opklimmende volgorde, de laagste reeks heeft de voorkeur.

- Komt eenzelfde zijketen meermalen voor, dan gebruiken we de voorvoegsels: di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), enz.

- De namen van de zijketens vermelden we in alfabetische volgorde vóór de naam van de hoofdketen (ethyl- gaat voor methyl-), voorafgegaan door het nummer van het C-atoom waaraan hij is bevestigd. De voorvoegsels di, tri, etc. zijn bij de benaming van deze zijketens ondergeschikt.

Naamgeving cyclolkanen
Alkanen kunnen ook voorkomen als gesloten keten. Deze moleculen noemen we cycloalkanen.

- Gebruik het voorvoegsel 'cyclo' voor de naam van het overeenstemmende alkaan.

- Bij vertakte cycloalkanen gebeurt de benaming en de nummering van de zijketens volgens de regels van de vertakte alkanen.

Enkele voorbeelden

In het begin is het soms moeilijk om de langste onvertakte keten in een molecuul te vinden. Dit kan voorkomen als de structuurformule van dat molecuul nog niet gestrekt is getekend. Bijvoorbeeld als in de structuurformule van n-butaan een methylgroep als een zijgroep getekend is. Men is dan geneigd die structuur de naam 1-methylpropaan te geven:

Een ander voorbeeld:

3-methylhexaan

Een tip: pak het molecuul vast bij de twee C-atomen die volgens jou de uiteinden zijn van de langste keten en trek het molecuul recht. Teken deze structuur met de zijgroepen onder een hoek van 90oen tel het aantal koolstofatomen in de gestrekte keten. Bij twijfel neem je twee andere koolstofatomen en doe je hetzelfde. Vergelijk dan de twee structuren en zie welke de langste keten heeft.

In de tekening hierboven zie je wat er gebeurt als je de rode en de rose C als uiteinden ziet en de keten vervolgens rechttrekt. De blauwe C is nu een zijgroep.

Voorbeeld (1):

Voorbeeld (2):

- Komt eenzelfde zijketen meermalen voor, dan gebruiken we de voorvoegsels: di (2), tri (3), tetra (4), penta (5), enz.
- De namen van de zijketens vermelden we in alfabetische volgorde vóór de naam van de hoofdketen (ethyl- gaat voor methyl-), voorafgegaan door het nummer van het C-atoom waaraan hij is bevestigd. De voorvoegsels di, tri, etc. zijn bij de benaming van deze zijketens ondergeschikt.

- Als twee of meer zijketens gelijkwaardige plaatsen innemen, krijgt in de naam het eerste genoemde zijketen het laagste plaatsnummer.

Voorbeeld (3):