Los alcanos no sufren tantas reacciones, y esto se refleja en el hecho de que solían llamarse parafinas (latín par ( um ) apenas + aff ( īnis ) conectado + -in).
La reacción principal que pueden sufrir los alcanos es la combustión, es decir, la oxidación (generalmente) del oxígeno atmosférico. Cuando se completa, esto libera vapor de agua, dióxido de carbono y una cantidad significativa de calor. La oxidación de los hidrocarburos de esta manera sigue siendo la principal fuente de energía a nivel internacional.
Por ejemplo, esta es la ecuación equilibrada para la combustión de etano:
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- ¿Cuál es la ecuación de [math] \ require {mhchem} \ ce {H2 + N2} [/ math]?
- ¿Cuál es el mecanismo de esta reacción, X-CH2N (CH3) 3 + OH?
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C2H6 + 2O2 → 2CO2 + 3H2O
Otra reacción que se enseña comúnmente en la química orgánica de pregrado es la halogenación de radicales libres de alcanos. Esta también es una reacción de oxidación, y generalmente proporciona una mezcla de productos, dependiendo de las proporciones de sus reactivos (halógeno y alcano), tiempo de reacción, temperatura, concentración y otros factores. La cloración de metano por radicales libres da una mezcla de clorocarbonos, y es el proceso industrial común utilizado para la síntesis de estos compuestos:
[matemáticas] CH_4 + Cl_2 → CH_3Cl + CH_2Cl_2 + CHCl_3 + CCl_4 [/ matemáticas]
Hay dos clases más de reacciones que son más modernas y un poco más esotéricas, y generalmente no están cubiertas en la química orgánica introductoria.
La primera de esta clase de reacciones es la reacción con electrófilos muy potentes. Estas son reacciones que tienen lugar a lo largo de enlaces CH o CC σ, y estas reacciones solo tienen lugar en medios altamente ácidos (en solución superacida). En el siguiente ejemplo, el electrófilo es H + (de un superácido como HF-SbF5 o FSO3H-SbF5 (“Ácido mágico”). También puede usar otros electrófilos en una solución de superácido como “Cl +”, “Br +”, [matemáticas ] H_3O_2 ^ + [/ matemáticas] (peróxido de hidrógeno protonado), o [matemáticas] HO_3 ^ + [/ matemáticas] (ozono protonado), entre otros.
Ref: Olah, GA; Halpern, Y .; Shen, J .; Mo, YK J. Am. Chem Soc. 1971 , 93 , 1251
El último elemento de esta lista es la activación de enlaces carbono-hidrógeno. Este es un tema de investigación activa y existen varios desafíos en esta área. Muchas de estas reacciones se llevan a cabo con metales preciosos (como iridio, platino, rodio, paladio y otros), y un desafío es reemplazar estos costosos metales 4d o 5 d con metales 3d más baratos y más abundantes (como el hierro , níquel, manganeso o cobalto).
