Que sont les alcanes ?
Les hydrocarbures sont constitués uniquement de carbone et d’hydrogène. Si leurs atomes n’ont que des liaisons simples, on les appelle alcanes, ou hydrocarbures saturés.
Le carbone forme 4 liaisons et l’hydrogène 1. Dans une chaîne linéaire, chacun des deux carbones d’extrémité porte 3 hydrogènes, et chaque carbone du milieu en porte 2. Un alcane à n carbones a donc 2n + 2 hydrogènes : la formule générale est CₙH₂ₙ₊₂.
| Atomes de C | Nom | Formule | Température d’ébullition, °C | État à 25 °C |
|---|---|---|---|---|
| 1 | méthane | CH4 | −161.5 | gaz |
| 2 | éthane | C2H6 | −88.6 | gaz |
| 3 | propane | C3H8 | −42.1 | gaz |
| 4 | butane | C4H10 | −0.5 | gaz |
| 5 | pentane | C5H12 | 36.1 | liquide |
| 6 | hexane | C6H14 | 68.7 | liquide |
La première partie du nom indique le nombre de carbones : méth-, éth-, prop-, but-, pent-, hex-. La terminaison -ane signifie saturé. Deux termes voisins diffèrent d’un groupe CH2, et l’ensemble forme une série homologue. Plus la chaîne est longue, plus la température d’ébullition est élevée.
Allonge la chaîne dans l’application Nalukh chem
Ce simulateur fait partie de l’accès complet. Le téléchargement est gratuit, et 2 chapitres et 5 simulateurs sont accessibles sans compte.
Comment utiliser le simulateur ?
À l’ouverture du simulateur, tu vois le méthane.
- Appuie sur le bouton plus sous l’image pour ajouter un carbone et allonger la chaîne. Le bouton moins en retire un.
- Le nombre de carbones s’affiche entre les boutons, et le nom et la formule de l’alcane sur la ligne du haut.
- Sur l’image, les boules foncées sont les carbones, les boules claires les hydrogènes, et les traits les liaisons.
- La chaîne la plus longue est Hexane, avec 6 carbones. Au-delà, le bouton plus ne fonctionne pas.
Exercices à essayer dans le simulateur
- Ajoute des carbones jusqu’à Butane et compte les hydrogènes sur l’image. Réponse : 10. Il y en a 3 + 3 aux deux extrémités et 2 + 2 au milieu.
- Compare les formules de Propane et Butane. Qu’est-ce qui s’ajoute quand la chaîne s’allonge d’un carbone ? Réponse : 1 carbone et 2 hydrogènes.
- Le simulateur s’arrête à 6 : trouve dans ton cahier la formule de l’alcane à 7 carbones. Réponse : C7H16, l’heptane.
- Compte les liaisons de chaque carbone sur l’image. Réponse : toujours 4.
Chaînes linéaires et isomères
Le simulateur ne montre que des chaînes non ramifiées. À partir du butane, une même formule peut correspondre à plusieurs structures : C4H10 a 2 isomères, C5H12 en a 3 et C6H14 en a 5. Le simulateur dessine la chaîne en zigzag. Dans les vraies molécules aussi, les liaisons du carbone forment entre elles des angles d’environ 109.5°, donc la chaîne n’est pas une ligne droite.
Le méthane est le principal constituant du gaz naturel, et le butane est le gaz des briquets. Quand les alcanes brûlent, ils forment du dioxyde de carbone et de l’eau. Entraîne-toi sur les réactions de combustion dans l’article exercices d’équilibrage d’équations.
