Gli Alcani e la loro Struttura
Immagina gli alcani come le molecole più semplici del mondo organico: sono idrocarburi saturi fatti solo di carbonio e idrogeno. La loro formula magica è CₙH₂ₙ₊₂, dove n è il numero di atomi di carbonio.
Ogni carbonio negli alcani ha una ibridazione sp³ che crea una geometria tetraedrica perfetta con angoli di 109,5°. I primi quattro hanno nomi speciali che devi memorizzare: metano (CH₄), etano (C₂H₆), propano (C₃H₈) e butano (C₄H₁₀). Dal quinto in poi seguono i numeri: pentano, esano, eptano...
Sono chiamati paraffini perché sono poco reattivi - l'unica reazione importante che fanno è la combustione: alcano + O₂ → CO₂ + H₂O. Dal metano al butano sono gas, dal pentano al dodecano liquidi, poi diventano solidi.
Trucco per gli esami: La formula CₙH₂ₙ₊₂ ti permette di riconoscere subito un alcano e calcolare quanti idrogeni ha!
L'Isomeria: Quando le Molecole si Complicano
Ecco dove diventa interessante! Dal butano in poi, gli alcani possono avere isomeri - molecole con la stessa formula ma struttura diversa. Il butano può essere lineare o ramificato (isobutano), e più carboni ci sono, più isomeri esistono.
Gli isomeri hanno stessa formula molecolare ma diversa formula di struttura. Per esempio, C₆H₁₄ può formare ben 5 isomeri diversi! Questo spiega perché esistono milioni di composti organici.
La Nomenclatura IUPAC: Le Regole del Gioco
Per non impazzire con tutti questi isomeri, la IUPAC ha creato 5 regole precise che devi seguire nell'ordine:
- Trova la catena più lunga di carboni - questa dà il nome base
- Numera partendo dall'estremità più vicina ai sostituenti per dare i numeri più bassi possibili
- Identifica i sostituenti come gruppi alchilici consuffisso−ile
- Usa prefissi di-, tri-, tetra- se lo stesso sostituente compare più volte
- Elenca in ordine alfabetico i sostituenti prima del nome principale
Per i cicloalcani aggiungi semplicemente il prefisso "ciclo-" e numera dando priorità al sostituente più grande. Ricorda che nelle formule moderne i carboni si rappresentano come vertici delle strutture!
Attenzione: Nei nomi, i prefissi di-, tri-, tetra- non contano per l'ordine alfabetico, ma iso-, neo-, ciclo- sì!