Alcanos
Química

Alcanos


                                                   Os Alcanos
Definição
Os Exemplos
A Utilidade dos Alcanos
A Hibridação sp dos Carbonos nos Alcanos 
A Nomenclatura dos Alcanos
A Isomeria com os Alcanos.
Dipolo Induzido-Dipolo Induzido
Reações dos Alcanos

                                  Alkanes

Definition
Examples
The Usefulness of alkanes
The carbons in the Hybridization sp Alkanes
The Nomenclature of Alkanes
The Isomerism with alkanes.
Induced dipole-dipole Induced
Reactions of alkanes

Porque a Organização em Grupos

Para uma melhor compreensão por parte dos alunos e leigos no assunto, tenta-se se colocar as substâncias com os mesmos radicais funcionais, ou aqueles pertencentes a um grupo de substâncias com características específicas todas juntas. No entanto é difícil falar de um grupo funcional específico, já que as substâncias em grande parte, muitas vezes, são formadas por radicais pertencentes a mais de um grupo ou então são derivadas ou  são transformadas nas reações em substâncias pertencentes a outros grupos funcionais. Contudo a tentativa de se colocar em um grupo separado cada assunto abordado é apenas uma maneira de se fazer mais compreensível.

Because the Organization Groups

For a better understanding by the students and lay on the subject, trying to place substances with the same functional radicals, or those belonging to a group of substances with specific characteristics all together. However, it is difficult to discuss a specific functional group, since largely substances often are formed by radical belonging to more than one group or are derived from or are processed in reactions in substances belonging to other functional groups. However the attempt to put in a separate group each subject is just a way to make more understandable.

A Definição Simplificada Para os Alcanos


Os alcanos são substâncias formadas por hidrocarbonetos de cadeias carbônicas saturadas lineares ou acíclicas, com ou sem ramificação. Os hidrocarbonetos são moléculas constituídas apenas pelos elementos químicos carbono e hidrogênio.
Geralmente são insolúveis em água, um exemplo bem comum é o da gasolina que não é polar em relação á água, ou os óleos tipo diesel que são solúveis apenas em solventes como o thinner, ou se dissolvem propriamente na gasolina ou querosene.
Á temperatura ambiente, a 25ºC, os alcanos de carbonos C1 a C4 são gasosos, os com o número de carbonos de C5 a C17 são líquidos e os de cadeia carbônica acima de 17 são sólidos.

Simplified Definition For Alkanes

Alkanes are substances formed by hydrocarbons or linear saturated acyclic carbon chain, with or without branching. Hydrocarbons are molecules composed only by the chemical elements carbon and hydrogen.
They are generally insoluble in water, a common example is that of gasoline which is nonpolar compared to water or diesel type oils that are soluble only in solvents such as thinner, or dissolve properly in the gasoline or kerosene.

At room temperature, 25 ° C, the alkanes from C1 to C4 carbons are gaseous, with the carbon number C5 to C17 are liquids and the carbon chain are solid above 17.

Os Alcanos  e a Combustão

Os alcanos geralmente são ótimos combustíveis, queimam com facilidade, a combustão feita com suficiente gás oxigênio (O2) é total, a sua combustão completa tem como resultado a produção de gás carbônico (CO2) e água (H2O).

Alkanes and Combustion

Alkanes are generally optimal fuel burn with ease, the combustion done with sufficient oxygen gas (O2) is total, complete combustion results in the production of carbon dioxide (CO2) and water (H2O).

Exemplos de Alcanos

O gás metano é a menor molécula dos alcanos, é representada por apenas um carbono e 4 hidrogênios.

Examples of Alkanes

Methane gas is a small molecule alkane is represented by only one carbon hydrogens and 4.



O gás etano é o hidrocarboneto em segundo lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por dois carbonos na cadeia principal.



The hydrocarbon gas is ethane second number of carbons in alkane, is represented by two carbons in the main chain.


O gás propano é o hidrocarboneto em terceiro lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por três carbonos na cadeia principal.



The hydrocarbon is propane third number of carbons in alkane, is represented by three carbons in the main chain.

O gás butano é o hidrocarboneto em quarto lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por quatro carbonos na cadeia principal.



The butane gas is hydrocarbon fourth number of carbons in alkane, is represented by four carbons in the main chain.

Os Elementos Químicos da Molécula do Gás Butano e Polaridade 


Se fizermos uma análise da estrutura da molécula do gás butano, podemos ver que a eletronegatividade do hidrogênio, H = 2,2 e do carbono, C =  2,55, essas duas eletronegatividades, favorecem a configuração estrutural da molécula do gás butano, que é formado por ligações moleculares covalentes. Com a eletronegatividade dos elementos químicos formadores tão próximas subentende-se que a molécula seja apolar ou com uma polaridade muito fraca.

No entanto se fizermos comparativamente um esquema das moléculas desse gás no estado gasoso, perceberíamos que as moléculas representativamente estariam afastadas e a força de atração entre elas inexistem. Porém, no estado líquido podemos entender que as moléculas, estariam mais próximas uma das outras, por uma força de atração maior que no estado gasoso. Nota-se então o aumento da polaridade entre as moléculas com a formação do dipolo-dipolo-induzido. 

O pentano é o hidrocarboneto em quinto lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por cinco carbonos na cadeia principal.


The hydrocarbon is pentane fifth number of carbons in alkane, is represented by five carbons in the main chain.


O hexano se encontra no estado líquido, é o hidrocarboneto em sexto lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por seis carbonos na cadeia principal.


The hexane is in the liquid state hydrocarbon is sixth in carbon number alkane, is represented by six carbons in the main chain.

O heptano se encontra no estado líquido, é o hidrocarboneto em sétimo lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por sete carbonos na cadeia principal.

The heptane is in the liquid state is the seventh hydrocarbon in carbon number alkane, is represented by seven main chain carbons.


 O octano se encontra no estado líquido é o hidrocarboneto em oitavo lugar em número de carbonos dos alcanos, é representado por oito carbonos na cadeia principal.


Octane is in liquid state, is the eighth hydrocarbon in carbon number alkane, is represented by eight carbons in the main chain.
     A Formação, Obtenção e Uso Dos Hidrocarbonetos Alcanos

    A Obtenção do Gás Metano

O gás metano como gás natural é extraído de jazidas ou depósitos geológicos subterrâneos, misturado ou não com petróleo.
O gás metano pode ser extraído de madeira por destilação seca com calor não muito elevado, por volta de 80ºC.
O gás metano dos pântanos é formado pela fermentação anaeróbica da celulose nos pântanos através de microrganismos decompositores em anaerobiose.
O gás metano pode ser obtido do carvão mineral hulha, por processo de destilação seca na ausência de oxigênio, numa temperatura entre 600 e 1000ºC.
O gás metano também é formado nos intestino dos animais, inclusive do ser humano pela Escherichia coli, uma bactéria produtora de gases que habita normalmente nosso intestino.  Também é produzido na digestão da biomassa pelos animais e herbívoros em geral, especialmente pelos ruminantes no rúmen, ou seja; a primeira parte de seu estômago que se divide em três, onde há bactérias e protozoários decompositores realizando a pré-digestão da celulose.
O gás metano é encontrado no fundo dos oceanos, preso sob camadas de sedimentos e pressão da água. Pesquisas atuais realizadas levam a acreditar que se esse gás do fundo do oceano for liberado para a atmosfera contribuirá em grande parte para a elevação da temperatura atmosférica do planeta. Materiais orgânicos como a palha de arroz também é utilizada para gerar energia.
O gás metano de lixo. Os lixões ou aterros de lixo geram grande quantidade de metano através da biodegradação por microrganismos, especialmente pela E. coli em condições anaeróbica.
O gás metano de vinhaça (que é o resíduo de sujeiras descartado na produção de açúcar ou álcool) das usinas é aproveitado para gerar energia para a própria usina, no entanto; o processo é caro e desestimula os produtores.
O gás metano pode ser produzido por biodigestores os quais utilizam os dejetos animais ou outros tipos de 
O gás metano de esgotos, e de animais domésticos como porcos (suínos), vacas (bovinos), suas fezes podem gerar biogás, que é um composto formado de grande parte de metano, gás carbônico, dióxido de enxofre, água, etc e ser aproveitado para gerar energia de consumo.

The Formation, Gathering And Use Of Hydrocarbons Alkanes

The Obtaining the Methane Gas

Methane gas as natural gas is extracted from mines or underground geological deposits, whether or not mixed with oil.
Methane gas can be extracted from wood by dry distillation with not very high heat, about 80 ° C.
The methane swamp gas is formed by anaerobic fermentation of cellulose in the swamps by microorganisms decomposing anaerobically.
The methane gas can be obtained from mineral coal (hulha) for dry distillation in the absence of oxygen, at a temperature between 600 and 1000 ° C.
The methane is also formed in the intestine of animals inclusive of human being by Escherichia coli, a producer gases, bacteria which normally inhabit our gut. It is also produced in the digestion of herbivorous animals and the biomass in general, especially the ruminants in the rumen, ie; the first part of his stomach is divided into three, where there bacteria and protozoa decomposing performing the pre-digestion of cellulose.
Methane gas is found in the deep ocean, trapped under layers of sediment and water pressure. Current research conducted lead to believe that if that ocean floor the gas is released into the atmosphere contribute largely to the rise in atmospheric temperature of organic planeta. Organic materials such as rice straw is also used to generate power.
The methane waste gas. The dumps or landfills generate large amounts of methane through biodegradation by microorganisms, especially by E. coli in anaerobic conditions.
The vinasse methane (which is the residue of dirt discarded in the production of sugar or alcohol) the plants is harnessed to generate power for the plant itself, however; the process is expensive and discourages producers.
The methane gas can be produced by digesters that use animal waste or other

Methane gas from sewage, and domestic animals such as pigs, cows (cattle), your stool can generate biogas, which is a compound formed from largely of methane, carbon dioxide, sulfur dioxide, water, etc. and be harnessed to generate energy consumption.
   
A Utilidade do Gás Metano (CH4)

O gás metano está sendo muito utilizado como gás canalizado de cozinha, após sair da jazida é passado por um processo de limpeza no qual se retira o excesso de água, gás carbônico, dióxido de enxofre e partículas de sujeiras que possa conter.
É usado para produzir energia elétrica através dos motores de combustão.
É usado como gás combustível para veículos automotores.

The Gas Utility Methane (CH4)

Methane gas is being widely used as cooking gas, after leaving the mine is passed through a cleaning process which removes excess water, carbon dioxide, sulfur dioxide and particles of dirt it may contain.
It is used to produce electricity through the combustion engines.

It is used as fuel gas for motor vehicles.

O Gás Etano - Obtenção

O gás etano pode ser extraído juntamente com o metano das jazidas minerais, é também obtido a partir da destilação do petróleo. Outro meio de obtenção é por um processo químico denominado eletrólise de Kolbe, a partir do ácido acético, (processo que não compensa devido á disponibilidade na natureza). É também pouco compensatório a sua separação por estar associado à presença do metano. O seu ponto de fusão é de -181.76ºC e o de ebulição de -89ºC.

The Ethane Gas - Obtaining

The ethane gas can be extracted along with methane from the mineral deposits, it is also obtained from petroleum distillation. Another means of obtaining it by a chemical process called Kolbe electrolysis, from acetic acid (a procedure which does not pay due to availability in nature). It is also little compensatory their separation to be associated with the presence of methane. Its melting point is -181.76ºC and the boiling -89ºC.

Uso do Gás Etano  

O uso do gás etano está na indústria, que o transforma em gás etileno, normalmente também é usado para combustão e produção de energia na forma de calor, juntamente com o gás metano.

The Use of Gas Ethane

Ethane gas is used in the industry, which turns ethylene gas, it is usually also used for combustion and energy production in the form of heat, together with the methane gas.

O Gás Propano ? Obtenção

O gás propano pode ser extraído juntamente com o metano das jazidas minerais, pode ser também extraído do petróleo juntamente com o gás butano.

Obtaining Propane Gas

The propane gas can be extracted along with methane from the mineral deposits, it can also be extracted oil with butane gas.

O Uso do Gás Propano

O gás propano é usado como combustível para gerar energia térmica, produz uma chama límpida, por isso é usado nos laboratórios de pesquisa, em aparelhos de espectrofotometria de chama, é mais energético que o butano.
A indústria química o utiliza para a síntese do propeno na preparação de borrachas e também como gás refrigerante (com a sigla R290) que é a tara para agir como gás refrigerador numa pressão de 290 libras.
É usado como gás propulsor. 

The Use of Propane Gas

Propane gas is used as fuel to generate termic energy, produces a clear flame, so it is used in research laboratories, in spectrophotometry flame devices, it is more energy than butane.
The chemical industry uses for propylene synthesis in the preparation of rubber and also as refrigerant (with the acronym R290) which is the curb weight to act as a coolant gas in a pressure of 290 pounds.
It is also used as a propellant gas.

O Gás Butano ? Obtenção

O gás butano é extraído por aquecimento lento do petróleo por destilação, craqueamento ou pirólise. É um gás incolor, inodoro e altamente inflamável.

Obtaining Butane Gas

Butane gas is extracted by slow heating oil by distillation, cracking or pyrolysis. It is a colorless, odorless and highly flammable.

O Gás Butano - Uso
O gás butano é usado como gás engarrafado de cozinha e por vias de tubulações até as residências. É utilizado também como gás de isqueiro.

The Use of Butane Gas

The butane is used as bottled gas kitchen and pipes pathways to homes. It is also used as lighter gas.

O Pentano ? Obtenção

O pentano é derivado do petróleo, ao ser destilado, se encontra no estado líquido, é muito volátil porque a sua massa e número de carbonos está muito próximo dos alcanos gasosos.

Obtaining Pentane

The pentane is derived oil can be distilled, if in the liquid state, is highly volatile because its mass and carbon number is very close to the gaseous alkanes.

O Pentano - Uso

O pentano é usado como solvente em laboratórios, e em cromatografia líquida. Está adicionado à gasolina em  pequena porcentagem.

The Pentane - Use

The pentane is used as solvent in laboratories, and liquid chromatography. It is added to gasoline in small percentage.

       Atualmente indústrias de geladeiras tem utilizado também o pentano como gás de refrigeração, em substituição ao CFC, muito prejudicial ao meio ambiente.
A geladeira da foto ao lado utiliza o pentano C como gás de refrigeração.                
Para saber o tipo de gás de refrigeração da sua  geladeira, basta observar na sua parte traseira, há uma etiqueta identificando o gás utilizado.

Currently refrigerators industries have also used the pentane as refrigerant, replacing CFC, very harmful to the environment.
The picture of the fridge next to use C pentane as cooling gas.
For the type of cooling your refrigerator gas, enough to observe in your back is a label identifying the gas used.
                     
O Hexano ? Obtenção

O hexano é extraído por destilação do óleo crú ou do petróleo.

The Hexane - Obtaining

The hexane is distilled off from the crude oil.

O Hexano ? Uso

É um dos constituintes da gasolina.
Tem o seu uso industrial na formulação da cola de sapato, na indústria textil, na extração de óleo da água, é usado em laboratórios e na preparação de organolitiuns que consiste na ligação entre compostos orgânicos com o lítio. Tem a aplicação na indústria farmacêutica e é adicionado á gasolina para baratear.

The Use of Hexane

It is one of the constituents of gasoline.

Has its industrial use in the formulation of glue shoe, in the textile industry, the water in oil extraction, is used in laboratories and in the preparation of organolitiuns consisting in linking with lithium organic compounds. It has application in the pharmaceutical industry and is added to gasoline to lower.

O Heptano ? Obtenção

O heptano é extraído por destilação do petróleo.
É a gasolina ruim explode antes do tempo não queimando totalmente, não funciona plenamente. O rendimento do motor, especialmente dos veículos automotores é baixo, é colocado numa proporção aproximada de 40 %  misturado ao isooctano  para que melhore a qualidade do combustível.

The heptane - Obtaining

Heptane is extracted by petroleum distillation.

It is the bad gasoline explodes ahead of time not fully burning, it does not work fully. The yield of the engine, especially of motor vehicles is down, is placed in a proportion of 40% mixed with iso-octane to improve fuel quality.

O Heptano ? Uso

É usado adicionada á gasolina, é facilmente inflamável, também é irritante para a pele. Na água é muito tóxico para os organismos aquáticos, podendo causar efeitos nefastos a longo prazo nesse ambiente. Nocivo para os seres humanos: pode causar danos nos pulmões se ingerido, pode provocar sonolência e vertigens, por inalação dos vapores. É usado em laboratório nas microemulções, componente do surfactante aerosol de base gel, é solvente orgânico básico da gelatina e serve na síntese de vários ésteres.

Use of Heptane

It is used will added gasoline is highly flammable, is also irritating to the skin. In the water is very toxic to aquatic organisms, may cause long-term adverse effects in this environment. Harmful to humans: may cause lung damage if ingested, can cause drowsiness and dizziness by skin contact. It is used in the lab microemulções, aerosol surfactant component of the gel base is a basic organic solvent gelatin and serves to synthesize various esters.

O Octano ? Obtenção

O octano é extraído por destilação do petróleo.

Obtaining Octane

Octane is extracted by petroleum distillation.

O Octano ? Uso

Faz parte da composição da maior parte da gasolina boa, usada em veículos automotores. 

Use of Octane

It is part of the composition of most of the good gasoline used in automobiles.

O Isooctano - Obtenção

O isooctano é extraído por destilação do petróleo.

Obtaining Isooctane

Isooctane is extracted by petroleum distillation.

O Isooctano - Uso

É adicionado á gasolina boa que apresenta octanagem 60%, porque é adicionada na proporção de 60%. É um antidetonante da mesma, melhora a qualidade de queima e o rendimento do motor.

Use of Isooctane

It is added to the good gasoline has octane because 60% is added at the rate of 60%. It is one of the same anti-knock, improves the quality of burning and engine performance.


     


A figura ao lado mostra o carro sendo abastecido com isooctano - gasolina de boa qualidade.

The figure shows the car being stocked with isooctane - good quality gasoline.





 
A Gasolina Para Climas Quentes e Climas Frios


As gasolinas para climas quentes possuem em sua composição, menores teores de substâncias cujas moléculas são menores em peso molecular porque possuem maior facilidade de evaporação devido ao calor dos meses mais quentes do ano. Essas moléculas que estão presentes na gasolina são o butano e os pentanos. Nos países de climas frios essas substâncias que vaporizam facilmente são mantidas na composição da gasolina.

The Gasoline Hot Climates and Cold Weather

Gasolines for hot climates have in their composition, lower levels of substances whose molecules are smaller in molecular weight because they are more easily evaporating due to the heat of the hottest months of the year. These molecules are present in gasoline are butane and pentanes. In countries with cold climates such substances which vaporize are easily kept in gasoline.

O Querosene ? Obtenção

Querosene é extraído por destilação fracionada do petróleo, em temperatura entre 150°C e 239°C.

Obtaining Kerosene

Kerosene is extracted by fractional distillation of petroleum, at a temperature between 150 ° C and 239 ° C.

O Querosene ? Uso

O querosene é usado em iluminação, como solvente e combustível para aviação.

Use of Kerosene

The kerosene is used for illumination, as solvent and jet fuel.

O Óleo Diesel ? Obtenção

Óleo diesel é o combustível mais usado no Brasil, provém da destilação fracionada do petróleo. A sua cadeia carbônica contém de 12 a 22 átomos. A temperatura de destilação está entre 260°C e 340°C,  a sua estrutura molecular e composição como substância demonstra ser formado principalmente por hidrocarbonetos (carbono e hidrogênio) e em baixas concentrações por enxofre, nitrogênio e oxigênio.

Obtaining Diesel

Diesel is the fuel most used in Brazil comes from the fractional distillation of petroleum. Its carbon chain contains 12-22 atoms. The distillation temperature is between 260 ° C and 340 ° C, its molecular structure and composition as a substance proves to be formed mainly of hydrocarbon (carbon and hydrogen) and low concentrations of sulfur, nitrogen and oxygen.

O Óleo Diesel ? Uso

É utilizado para gerar energia. Tem seu uso em caminhões, ônibus, veículos automotores a diesel de pequeno porte, tratores e motores de combustão a óleo diesel em geral.

The Use of Diesel Oil

It is used to generate energy. It has its use in trucks, buses, motor vehicles to small diesel, tractors and combustion of diesel oil in general.

Observação: há vários tipos de óleo diesel.

Note: there are several types of diesel oil.

A Parafina ? Obtenção

Extraída do petróleo, a parafina é formada por vários compostos, sendo a menor partícula 
de sua composição o metano, além disso possui moléculas como o octano. As cadeias carbônicas se apresentam com número acima de 20 carbonos a sua fórmula molecular é C36H74, é inodora de cor branca, translúcida, insípida, solúvel em benzeno ou álcool quente, é insolúvel em água. Contém substâncias cancerígenas e o seu limite no ar sem provocar poluição é de 2 mg/m³.

Obtaining Paraffin

Extracted oil, paraffin consists of various compounds, with the smallest particle composition methane moreover, has molecules such as octane. The carbon chains are present with numbers greater than 20 carbons its molecular formula is C36H74, is odorless, white, translucent, tasteless, soluble in benzene or hot alcohol, it is insoluble in water. It contains carcinogens and their limit in the air without causing pollution is 2 mg / m³.

O Óleo Diesel ? Uso

É usado como combustível (velas), lubrificante, isolante elétrico, base para goma de mascar, serve também para a fabricação de cosméticos, sachês perfumados de parafina.

Use of Diesel Oil

It is used as fuel (candle), lubricant, electric insulator base for chewing gum, also serves for the manufacture of cosmetic, fragrance sachets paraffin.

As Ligações Entre os Átomos de Carbono Para a Formação Dos Alcanos

A Hibridação ?sp?

O que é hibridizar o carbono? O carbono no estado fundamental, isto é; como ele está na tabela periódica não se liga a outro átomo para formar o alcano. É necessário ocorrer transformações na estrutura do átomo criando novo orbital e transformando os orbitais ?s? e ?p? em orbitais híbridos ?sp? para que ocorra as ligações químicas. Vejamos essas transformações teoricamente.

The Links Between the Carbon Atoms For Formation Of the Alkanes

The hybridization "sp"

The carbon which is hybridize? The carbon in the ground state, that is; as it is in the periodic table does not bind to other atoms to form alkane. It needs occur changes in atomic structure creating new orbital and orbital turning "s" and "p" in hybrid orbitals "sp" to occur chemical bonds. See these changes theoretically.

O carbono no estado fundamental

Começamos pela distribuição eletrônica do átomo de carbono.

The carbon in the ground state

We started the electronic distribution of the carbon atom.

Após serem distribuidos, observa-se na camada de valência do
carbono quatro elétrons que formarão os orbitais híbridos.
Distribuindo os elétrons segundo a regra de Hund fica:

Distributing electrons according to Hund's rule is:
Observe que há dois elétrons em dois orbitais "p" puro que
estão semipreenchidos e outro orbital vazio
que está recebendo o elétron vindo do orbital "s".

Notamos que com a regra de Hund podemos esquematizar os dois orbitais ?s? puro completos e os dois orbitais ?p? puro incompletos. A configuração é mostrada abaixo.

We note that with the Hund's rule can lay the two orbital "s" pure and complete the two orbital "p" incomplete pure. The configuration is shown below.

O Carbono Ativado

A ativação do carbono consiste na saída de um elétron do subnivel 2s para a formação do orbital ?p3? no subnivel ?p?.

The Activated Carbon

The carbon activation is the output of a sublevel 2s electron to form the orbital "p3" the sublevel "p".
A figura mostra o novo orbital "p" formado.
O Carbono Hibridizado

O átomo de carbono hibridizado toma a conformação apresentada abaixo. O orbital do subnivel ?s? esférico se alonga transformando em ?sp? e o orbital ?p? longo e puro em forma de hélice, retrai se transformando em ?sp? híbrido. Assim se formam os quatro orbitais ?sp? híbrido.

Carbon hybridized

The hybridized carbon atom takes the conformation shown below. The orbital sublevel "s" spherical extends turning into "sp" and the orbital "p" long and pure helical, retracts turning into "sp" hybrid. Thus form the four orbital "sp" hybrid.


Um orbital "s" se alongou e os três orbitais "p" encolheram
formando a estrutura apresentada na figura.
A Formação da Molécula do Metano

Com o esquema apresentado fica fácil entender a formação do gás metano. Aproximam-se quatro átomos de hidrogênio com seus elétrons e preenchem os orbitais ?sp? semi preenchidos do carbono.

The formation of methane molecule

With the diagram it is easy to understand the formation of methane gas. We are approaching four hydrogen atoms with their electrons fill orbital and "sp" semi filled carbon.


Note no esquema a aproximação de quatro átomos de
hidrogênios atraidos pelo átomo de carbono hibridizado. 
A figura abaixo mostra a estrutura da molécula do gás metano.

The figure below shows the structure of the methane molecule.


Outras formas de representação da molécula do gás metano.

Other forms of representation of the methane molecule.

A Formação da Molécula do Etano

Na formação do etano as ligações entre os carbonos, da mesma forma que do metano são simples sp, sp.

Formation of Ethane Molecule

In the ethane formation of bonds between carbons, in the same way as methane are simple sp, sp.



A formação da molécula se completa quando os orbitais ?s? do hidrogênio se junta com os orbitais ?sp? formando a ligação de orbitais híbridos ?sp? e com orbitais puros ?s?.

The formation of the molecule is complete when the orbital "s" hydrogen joins with orbital "sp" forming connection hybrid orbital "sp" and orbital pure "s".



Outras formas de representação da molécula do etano.

Other forms of representation of the ethane molecule.



 A Formação da molécula do Propano.

O propano é formado da mesma forma que o metano e o etano, os carbonos são ligados por ligações sp ? sp, e o carbono ligado com o hidrogênio forma a ligação s - sp.

Training of the Propane molecule. 

Propane is formed in the same way as methane and ethane, the carbons are linked by sp - sp, and the carbon linked to form hydrogen bonding s - sp.



 A Nomenclatura dos Alcanos

Ao alcanos com 1, 2 ,3, 4 carbonos tem nomes especiais.

Metano - molécula com 1 carbono, recebe o prefixo ?met? mais a terminação ?ano? - metano.

The Nomenclature of Alkanes

When alkanes having 1, 2, 3, 4 carbon has special names.


Methane - carbon molecule with one receives the prefix "met" over the ending "ane" - methane.


Etano - molécula com 2 carbonos, recebe o prefixo (?et?) mais a terminação "ano? - etano.

Ethane - molecule with two carbons, receives the prefix ("et") plus the ending "ane" - ethane.


Propano - molécula com 3 carbonos, recebe o prefixo (?prop?) mais a terminação "ano? - propano.

Propane  3 carbon molecule, gets the prefix ("prop") plus the ending "ane" - propane.


Butano - molécula com 4 carbonos, recebe o prefixo (?but? ) mais a terminação "ano? - butano.

Butane - molecule with four carbon receives the prefix ("but") plus the ending "ane" - butane.


Pentano - molécula com 5 carbonos, recebe o prefixo (?pent? ) mais a terminação "ano? - pentano.

Pentane - molecule with 5 carbons, receives the prefix ("pent") plus the "ane" ending - pentane.

Hexano - Molécula com 6 carbonos recebe o prefixo (?hex? ) mais a terminação "ano? - hexano.

Hexane - molecule with 6 carbons receive the prefix ("hex") plus the ending "ane" - hexane.


A Nomenclatura dos Alcanos de Cadeia Ramificada

Antes de passarmos para a nomenclatura, devemos ter alguma noção sobre o que são radicais alquilas ? R.

Radicais alquilas são monovalentes que corresponde a retirada de um átomo de hidrogênio (H) do carbono (C) saturado.
Os seus nomes dependem do número de carbonos de sua cadeia principal.

Os nomes desses radicais dependem do número de carbonos de sua cadeia principal. Do mesmo modo que os alcanos não ramificados iniciamos a sua nomeação da seguinte forma: 1 C met, 2 C et, 3 C prop, 4 C but.

The Nomenclature of Alkanes Branched Chain

Before we move on to the nomenclature, we should have some notion about what are radical Alkyl - R.

Alkyl radicals are monovalent corresponding removal of a hydrogen atom (H) of carbon (C) saturated.
Their names depend on the number of carbons in the main chain.


The names of these radicals depend on the number of carbons in the main chain. Just as alkanes unbranched began his appointment as follows: 1 C met, et 2 C, 3 C prop, but C 4.

A Formação do Radical metil

Ponto ou Traço Num Radical

Ponto ou traço num radical significa a existência de um elétron livre, ou a valência livre é o local onde ele irá se inserir na cadeia carbônica principal da molécula a ser formada.
Observando o esquema abaixo vemos que sai um átomo de hidrogênio da molécula do metano, formando-se assim o radical metil.

The Formation of Methyl Radical

In a point or trace Radical

Dot or a radical means the existence of a free electron, or the free valence is where it will enter the main carbon chain of the molecule to be formed.
Observing the diagram below we see coming out a hydrogen atom of the methane molecule, thereby forming the methyl radical.

A Formação do Radical Etil

Sai um átomo de hidrogênio de uma das extremidades da molécula do etano (C2H6).

The Formation of Radical Ethyl

Leaves a hydrogen atom from one end of the molecule ethane (C2H6).


 A Formação do Radical Propil

Sai um átomo de hidrogênio de uma das extremidades da molécula do propano.

The Formation of Radical Propyl

Leaves a hydrogen atom from one end of the propane molecule.


Radical propil

 A Formação do Radical Butil

Sai um átomo de hidrogênio de uma das extremidades da molécula do butano.

The Formation of Radical Butyl

Leaves a hydrogen atom from one end of the butane molecule.
           
 Radicais Isopropil, isobutil

Os Radicais ou grupos Isopropil, isobutil, (nomenclatura antiga mas ainda considerada pela IUPAC).

Radical isopropyl, isobutyl

Radicals or isopropyl groups, isobutyl, (old nomenclature but still considered by IUPAC).

A Sequência da Nomenclatura dos Alcanos de Cadeia Ramificada

Primeiro passo: achar  a cadeia carbônica principal que é a mais longa.

The nomenclature of the sequence of alkanes Branched Chain

First step: find the main carbon chain which is the longest.

Segundo passo: numeram-se os carbonos da cadeia carbônica principal começando do lado que o radical está mais próximo da extremidade, na cadeia mais longa.

Second step: numbering the carbons is the main carbon chain starting from the side which is nearer the stem end in the longer string.



A nomenclatura de uma molécula é iniciada com os radicais  de cadeias de carbonos que possuem os nomes de sequência do alfabeto mais próximo do inicio. Exemplo: etil, começa com ?e? é mais próximo do inicio do alfabeto, que o metil que começa com ?m?.

De acordo com o que aprendemos podemos chamar a molécula apresentada abaixo de:

The naming starts a molecule with carbon chains having radical names following the alphabet beginning nearest. Example: ethyl begins with "and" is closer to the beginning of the alphabet, the methyl beginning with "m".


According to what we have learned we can draw molecule presented below:

2-metil-propano

2-methylpropane
 
O isobutano é usado na fabricação de poliolefinas e na expansão de polímeros. É usado como propelente em spray,é alternativo dos CFC (cloro flúor carbono) muito prejudicial ao meio ambiente. O isobutano é utilizado também como refrigerante em sistema hermético de refrigeração (R 600 a).

Isobutane is used in the manufacture of polyolefin polymers and expansion. It is used as a propellant in a spray, it is an alternative for CFCs (chloro fluoro carbon), very harmful to the environment. Isobutane is also used as a refrigerant in refrigeration hermetic system (R 600).

2,2-dimetil-propano

2,2-dimethyl-propane

2-metil-butano? ou Isopentano

2-methyl-butane or Isopentane

3-etil-4metil-heptano

3-ethyl-4-methyl-heptane


A mesma molécula apresentada acima, considerando as posições dos radicais na cadeia carbônica vista "de um ângulo" diferente.

The same molecule shown above, considering the positions of the radicals in the carbon chain view "of an angle" different.

3-etil-4metil-heptano

3-ethyl-4-methyl-heptane

3-etil-4,4,5-metil-octano

Ethyl-3-methyl-4,4,5-octane

 5-etil-3,6-metil?-nonano

Ethyl 5-methyl-3,6-nonane

Forças Intermoleculares Dos Alcanos

Dipolo Induzido-Dipolo Induzido

Dipolo induzido-dipolo induzido é o deslocamento da nuvem de elétrons da molécula apolar quando se aproxima de outra molécula apolar. Geralmente os hidrocarbonetos são as substâncias que apresentam esse tipo de ligação intermolecular.

 Podemos observar que mesmo nas moléculas apolares como as do metano (CH4) e do etano (C2H6), existe uma força atrativa entre as suas moléculas, quando essas substâncias estão no estado líquido ou sólido. Essa força atrativa entre as moléculas acontece quando uma molécula se aproxima da outra e induz a deformação de um dos lados. Por causa dessa deformação da nuvem eletrônica que se desloca para um dos lados é que ocorre a indução da formação da polaridade.

As moléculas do metano no estado gasoso estão afastadas e não há formação do dipolo induzido. As moléculas no estado líquido ou sólido se aproximam e ocorre a formação do dipolo induzido.



Intermolecular forces Of the alkanes

Induced dipole-dipole Induced

Induced dipole-dipole induced is the displacement of the nonpolar molecule electron cloud when approaching another nonpolar molecule. Usually hydrocarbons are substances that exhibit this type of intermolecular bond.

We observe that even in apolar molecules such as methane (CH4) and ethane (C2H6), there is an attractive force between its molecules, when these substances are in liquid or solid form. This attractive force between molecules occurs when a molecule approaching each other and induces deformation of the sides. Because of this deformation of the electron cloud moves to one side it is that the induction of formation of polarity occurs.

The methane molecules in the gaseous state are remote and there is no formation of the induced dipole. The molecules in the liquid or solid state approach is the formation and induced dipole.

Isomeria que Acontece Com os Alcanos

Isomeria é um fenômeno que acontece com os alcanos. São substâncias diferentes que apresentam a mesma massa molecular, o mesmo número de átomos, no entanto possuem diferentes ligações ou diferentes disposições espaciais desses átomos.
Um alcano somente é isômero de outro alcano. Exemplo:

Isomerism What Happens With alkanes

Isomerism is a phenomenon that happens to alkanes. Are different substances with the same molecular weight, the same number of atoms, however have different connections or different spatial arrangements of these atoms.
An alkane is only isomer another alkane. example:

Isômeros de Cadeia

Acontece como o butano e o isobutano (metil-propano), as configurações de suas respectivas cadeias são diferentes. 

Chain isomers

It happens as butane and isobutane (methyl propane), the settings of their respective chains are different.

Outra isomeria de cadeia possível é a do pentano com o metil-butano.
O metil butano é utilizado na preparação de herbicida, fertilizante e inseticida. A sua configuração como isômeros é a seguinte:

Another possible chain isomerism is pentane with methyl-butane.
The methyl butane. is used in the preparation of herbicide, insecticide and fertilizer. Its configuration as isomers is as follows:
Outro tipo de isômeros de cadeia é o do pentano com o metil-butano com o dimetil-propano.

Another type of chain is the isomers of pentane with methyl-butane. with dimethyl propane.

Isomeria entre o metil-propano-2 e o butano.

Isomerism between 2-methyl-propane and butane.

Isomeria entre o metil-pentano-2 e o metil-pentano-3.

Isomerism between the methyl-pentane-2 and 3-methyl-pentane.

Isomeria entre o pentano e o metil-butano-2

Isomerism between pentane and 2-methyl-butane.

Reações dos Alcanos

Reação de Combustão

Reactions of alkanes

Combustion reaction

O processo de combustão do gás metano (CH4) se dá pela combinação com duas moléculas de gás oxigênio.

The process of combustion of the methane gas (CH4) is given by the combination with two oxygen gas molecules.
















Reação de Hidrogenação Catalítica

O eteno ou etileno, ao ser adicionado gás hidrogênio, com a temperatura exata, tendo o níquel como catalisador, rompe uma da dupla ligação, no caso a ligação pi, e sofre adição de hidrogênios transformando-se em etano.

Catalytic Hydrogenation Reaction

The ethylene or ethylene, hydrogen gas to be added, with the exact temperature, having nickel as a catalyst, one breaks the double bond in case the pi bond and undergoes addition hydrogens becoming ethane.

Reação de Hidrogenação Catalítica do Ciclopropano  

O ciclopropano mais gás hidrogênio com o catalisador de preferência o níquel, mais a temperatura, rompe a ligação cíclica adicionando dois hidrogênios na estrutura e se transforma em propano substância gasosa.

Catalytic Hydrogenation Reaction Cyclopropane

The most cyclopropane hydrogen gas with the catalyst preferably nickel, with the temperature, breaks the connection cyclic adding two hydrogens in the structure and turns into propane gas substance.


Reação de Halogenação

Na halogenação do metano, ocorre a retirada dos hidrogênios da molécula e a inclusão de outro radical, no caso o cloro, para formar o halogênio.
Foram retirados todos os átomos de hidrogênios do metano, para inserir o cloro e formar o tetracloreto de carbono e ácido clorídrico.

 Exercícios Simplificados

1) Das moléculas dos alcanos apresentadas abaixo, a substância que está no estado físico gasoso, na temperatura ambiente 25 ºC, somente:

a) C8H18
b) C7H16
c) C36H74
d) C4H10
e) C13H28

2) As moléculas dos hidrocarbonetos apresentam na sua estrutura molecular apenas os elementos químicos.

a) cobre, carbono, carboxila.
b) carvão hidrogeno e oxigênio.
c) carbono e hidrogênio.
d) carbono, enxofre e hidrogênio.
e) nitrogênio, carvão, hidrogênio.

3)  Pode-se extrair da madeira, por destilação seca á temperatura não muito elevada, o gás:

a) butano.
b) sulfídrico.
c) óxido nitroso.
d) carbônico.
e) metano.

4) O gás metano é geralmente extraído de jazidas minerais, juntamente com o petróleo ou não. No entanto, há um mineral do qual podemos extrair uma taxa de 30% desse gás. Esse mineral é:

a) a siderita.
b) a bauxita.
c) o carvão hulha.
d) a autunita.
e) a cuprita.

5) Os biodigestores produzem o biogás, gás obtido de lixo, de resíduos agrícolas, da vinhaça, de esgotos domésticos, de dejetos de animais, da casca de arroz, etc. Esse gás combustível é uma mistura gasosa com 50 a 70% do gás.

a) monóxido de carbono.
b) dióxido de carbono.
c) argônio.
d) metano.
e) hélio.

6) O gás butano (C4H10) é o gás engarrafado de cozinha, que pode ser obtido:

a) de jazidas minerais, juntamente como o petróleo.
b) por craqueamento ou pirólise  e destilação do petróleo.
c) por síntese biológica a partir de material orgânico.
d) pela síntese industrial.
e) de biodigestores a partir do lixo.

7) Se a gasolina que nós usamos nos veículos automotores no dia-a-dia, apresentar octanagem 60% de rendimento, isso significa:

a) que é colocado 60% de gasolina isooctano,juntamente com 50%  da gasolina n-heptano , hexano, isopentano, compostos de enxofre e outros componentes.
b) que possui 40% de gasolina isooctano, juntamente com 40%  da gasolina n-heptano, hexano, isopentano, polímera e outros componentes.
c) que é colocado 100% de gasolina isooctano, juntamente com 30%  da gasolina n-heptano , hexano, isopentano  polímera e outros componentes.
d) que possui 60% de gasolina isooctano, juntamente com 40%  da gasolina n-heptano, hexano, isopentano, polímera, compostos de enxofre, e outros componentes.
e) que possui 60% de gasolina polímera, juntamente com 60%  da gasolina n-heptano, hexano, isopentano, polímera  e outros componentes.

8) A estrutura que representa o alcano ramificado cíclico 1,1-dimetil-ciclo-butano é: Assinale apenas a alternativa correta.
a)                               b)                            c)                             d)                          e)


9) A reação de hidrogenação catalítica mantém o número de carbonos na cadeia, mas adiciona hidrogênio na estrutura molecular. Conforme a afirmativa dada, podemos dizer que ocorreu reação de hidrogenação catalítica apenas na alternativa:

a)                                  b)                              c)                                  d)                              e)

10) Podemos definir dipolo-dipolo induzido numa molécula apolar como:

a) Dipolo-dipolo induzido é o deslocamento da nuvem de átomos da molécula apolar quando se aproxima de outra molécula polar.
b) Dipolo induzido-dipolo induzido é o deslocamento da nuvem de  moléculas polares quando se aproxima de outra molécula apolar.
c) dipolo-dipolo induzido é a deformação da nuvem eletrônica que se desloca para um dos lados da molécula, é quando ocorre a indução da formação da polaridade na molécula apolar.
d) dipolo-dipolo induzido é a formação da nuvem eletrônica que se desloca para os dois lados da molécula, é quando ocorre a indução da formação da polaridade.


Simplified exercises

1) the molecules of alkanes presented below, the substance that is in gaseous physical state at room temperature 25 ° C only:

a) C8H18
b) C7H16
c) C36H74
d) C4H10
e) C13H28

2) The molecules of the hydrocarbons present in its molecular structure only chemical elements.

a) copper, carbon, carboxyl.
b) carbon hydrogen and oxygen.
c) carbon and hydrogen.
d) carbon, sulfur and hydrogen.
e) nitrogen, carbon, hydrogen.

3) may be extracted from wood by dry distillation at not too high temperature, the gas:

a) butane.
b) hydrogen sulfide.
c) nitrous oxide.
d) carbon dioxide.
e) methane.

4) The methane gas is generally extracted from mineral deposits, along with oil or not. However, there is a mineral which can extract a rate of 30% of this gas. This mineral is:

a) the siderite.
b) bauxite.
c) coal coal.
d) autunita.
e) cuprite.

5) The digesters produce biogas, obtained from waste gas, agricultural residues, vinasse, domestic sewage, animal waste, rice husk, etc. This fuel gas is a gas mixture containing 50 to 70% of the gas.

a) carbon monoxide.
b) carbon dioxide.
c) argon.
d) methane.
e) helium.

6) butane (C4H10) is bottled gas kitchen can be obtained:

a) mineral deposits along like oil.
b) by cracking or pyrolysis and distillation of petroleum.
c) a biological synthesis from organic material.
d) for the industrial synthesis.
e) biodigesters from waste.

7) If the gasoline we use cars in day-to-day present octane 60% yield, this means:

a) is added 60% isooctane gasoline, with 50% petrol n-heptane, hexane, isopentane, sulfur compounds and other components.
b) having 40% isooctane gasoline, with 40% petrol n-heptane, hexane, isopentane, polymer and other components.
c) that is placed 100% isooctane gasoline, with 30% petrol n-heptane, hexane, isopentane polymer and other components.
d) having 60% isooctane gasoline with 40% of n-heptane gasoline, hexane, isopentane, polymer, sulfur compounds, and other components.
e) Have a 60% polymer gasoline, with 60% petrol n-heptane, hexane, isopentane, polymer and other components.

8) the cyclic structure that is branched alkane 1,1-dimethyl-cyclo-butane is: Tick only the correct alternative.
a)                              b)                       c)                         d)                        e)

9) The catalytic hydrogenation reaction keeps the number of carbons in the chain, but add hydrogen in the molecular structure. As the affirmative, we can say that catalytic hydrogenation reaction occurred only in the alternative:
      a)                        b)                      c)                            d)                               e)

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