Sifat Fizik Alkana

Sifat-sifat fizik alkana adalah seperti:

• Takat lebur dan takat didih yang rendah.
• Ketumpatan yang rendah.
• Tidak larut dalam air tetapi larut dalam pelarut organik.
• Tidak mengkonduksi arus elektrik.

Takat lebur dan takat didih

Pada keseluruhannya, takat lebur dan takat didihnya adalah rendah kerana alkana terdiri daripada molekul-molekul kovalen ringkas. Daya Van Der Waals di antara molekul alkana adalah lemah, jadi hanya sedikit haba diperlukan untuk memecahkan daya tarikan antara molekul ini supaya peleburan dan pendidihan dapat berlaku.

Apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah, saiz molekul semakin bertambah. Daya Van Der Waals antara molekul-molekul yang lebih besar adalah lebih kuat. Maka, lebih banyak haba diperlukan untuk memecahkan daya tarikan antara molekul ini supaya peleburan dan pendidihan dapat berlaku. Takat lebur dan takat didihnya meningkat bagi alkana yang bersaiz lebih besar.

Ketumpatan

Semua alkana mempunyai ketumpatan yang rendah disebabkan daya Van Der Waals antara molekul adalah lemah. Oleh itu, molekul-molekul disusun dengan kurang padat. Ketumpatan alkana kurang daripada ketumpatan air.

Apabila bilangan atom karbon per molekul bertambah, molekul alkana dengan saiz yang semakin bertambah dapat menarik antara satu sama lain dengan daya Van Der Waals antara molekul yang lebih kuat. Oleh itu, molekul-molekul yang lebih besar disusun dengan lebih padat dan ketumpatannya pun bertambah.

Kelarutan dalam air

Semua alkana tidak larut dalam air kerana alkana merupakan sebatian kovalen yang hanya larut dalam pelarut organik seperti eter dan benzena.

Kekonduksian elektrik

Semua alkana adalah sebatian kovalen yang terdiri daripada molekul ringkas yang tiada ion-ion yang bebas bergerak. Oleh itu, alkana tidak mengkonduksikan arus elektrik.

Jadual di bawah menunjukkan sifat fizik sepuluh ahli pertama alkana.

Alkana	Formula molekul	Jisim molekul relatif	Takat didih (°C)	Takat lebur (°C)	Keadaan fizik pada keadaan bilik	Ketumpatan pada keadaan bilik (g cm−3)
Metana	CH4	16	−162	−182	Gas	0.0007
Etana	C2H6	30	−89	−183	Gas	0.0013
Propana	C3H8	44	−42	−188	Gas	0.0018
Butana	C4H10	58	−0.5	−138	Gas	0.0024
Pentana	C5H12	72	36	−130	Cecair	0.56
Heksana	C6H14	86	69	−95	Cecair	0.66
Heptana	C7H16	100	98	−90	Cecair	0.68
Oktana	C8H18	114	126	−57	Cecair	0.70
Nonana	C9H20	128	153	−54	Cecair	0.72
Dekana	C10H22	142	174	−30	Cecair	0.74

Sepuluh Ahli Pertama Alkana

1. Nama alkana: Metana
   Formula molekul: CH₄ 
   Formula struktur:
   
   
2. Nama alkana: Etana
   Formula molekul: C₂H₄ 
   Formula struktur:
   
   
3. Nama alkana: Propana
   Formula molekul: C₃H₈ 
   Formula struktur:
   
   
4. Nama alkana: Butana
   Formula molekul: C₄H₁₀ 
   Formula struktur:
   
   
5. Nama alkana: Pentana
   Formula molekul: C₅H₁₂ 
   Formula struktur:
   
   
6. Nama alkana: Heksana
   Formula molekul: C₆H₁₄ 
   Formula struktur:
   
   
7. Nama alkana: Heptana
   Formula molekul: C₇H₁₆ 
   Formula struktur:
   
   
8. Nama alkana: Oktana
   Formula molekul: C₈H₁₈ 
   Formula struktur:
   
   
9. Nama alkana: Nonana
   Formula molekul: C₉H₂₀ 
   Formula struktur:
   
   
10. Nama alkana: Dekana
    Formula molekul: C₁₀H₂₂ 
    Formula struktur:
    

Penamaan Alkana

Alkana ialah satu siri homolog hidrokarbon dengan formula am C_nH_2n+2 dimana  n = 1, 2, 3, 4 … (n ialah bilangan atom karbon).

Ahli-ahli alkana dinamakan mengikut sistem penamaan UIPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry).

Nama semua ahli alkana berakhir dengan –ana.

Nama bahagian awalan alkana adalah mengikut bilangan atom karbon dalam sesuatu molekul.

Langkah-langkah yang digunakan untuk menamakan alkana rantai lurus adalah seperti berikut:

• Namakan bahagian induk dengan menentukan bilangan atom karbon dalam rantai karbon.
• Tambah –ana pada hujung nama.

Formula molekul ialah formula yang menunjukkan bilangan setiap jenis atom unsur hadir yang sebenarnya dalam satu molekul sesuatu sebatian.

Formula struktur ialah formula yang menunjukkan susunan atom-atom dan ikatan kovalen antara atom-atom dalam satu molekul sesuatu sebatian.

Alkana yang teringkas mempunyai satu atom karbon dalam molekulnya. Maka formula molekulnya ialah CH₄ dan disebut metana.

Alkana yang mempunyai dua atom karbon dalam molekulnya disebut etana.

Model molekul metana.

Model molekul etana.

Alkana

Alkana (alkanes) ialah hidrokarbon tepu dengan atom karbon dan atom hidrogen dalam molekulnya terikat bersama-sama melalui ikatan kovalen tunggal.

Setiap atom karbon dalam molekul alkana terikat dengan empat ikatan kovalen tunggal, manakala setiap atom hidrogen terikat dengan satu ikatan kovalen tunggal.

Struktur kimia metana (alkana yang paling ringkas).

Sebatian Karbon

Sebatian karbon (carbon compounds) merupakan sebatian yang mengandungi unsur karbon sebagai unsur juzuknya (constituents).

Hampir semua makanan merupakan sebatian karbon, misalnya karbohidrat, protein, lemak, dan vitamin.

Sebatian karbon dikelaskan kepada:

1. Sebatian organik (organic compound)
2. Sebatian tak organik (inorganic compound)

Sebatian organik dan sebatian tak organik

Sebatian organik merupakan sebatian karbon yang berasal daripada haiwan dan tumbuhan. Contohnya;

• Petroleum dan gas asli yang mempunyai unsur juzuk karbon dan hidrogen.
• Kanji, alkohol, gula, dan lemak yang mempunyai unsur juzuk karbon, hidrogen dan oksigen.

Sebatian tak organik merupakan sebatian yang bukan berasal daripada hidupan.

Walaupun hampir semua sebatian karbon dikelaskan sebagai sebatian organik, sebatian karbon yang berikut tergolong dalam kumpulan sebatian tak organik:

• Karbon monoksida, CO
• Karbon dioksida, CO₂
• Karbon disulfida, CS₂
• Sebatian karonat dan bikarbonat: kalsium karbonat, CaCO₃, dan natrium bikarbonat, NaHCO₃.
• Sebatian karbida (carbide): kalsium karbida, Ca₂C.
• Sebatian sianat (cyanate) dan tiosianat (thiocyanate): natrium sianat, NaCN, dan natrium tiosianat, NaSCN

Sebatian karbon

1) Sebatian organik

Semua sebatian karbon kecuali

• CO₂, CO
• CS2
• Sebatian karbonat, CO₃^2-, dan bikarbonat, HCO3-
• Sebatian sianida (cyanide), CN^-, dan tiosianat, SCN-
• Sebatian karbida, C4-

2) Sebatian tak organik

• Batu batan seperti sebatian silikat (silicate).
• Bijih logam seperti kasiterit.
• Asid mineral seperti asid sulfurik.

Semua sebatian organik terbakar dengan lengkap dalam bekalan gas oksigen yang berlebihan untuk menghasilkan gas karbon dioksida dan air sahaja.

Sebatian organik terbakar dengan tidak lengkap dalam bekalan gas oksigen yang terhad untuk menghasilkan campuran jelaga (karbon), karbon monoksida, karbon dioksida, dan air.

Hidrokarbon

Pada amnya, sebatian organik dikelaskan kepada hidrokarbon dan bukan hidrokarbon.

Hidrokarbon (hydrocarbon) adalah sebatian organik yang terdiri daripada unsur karbon dan unsur hidrogen sahaja. Atom karbon dan atom hidrogen dalam sebatian hidrokarbon diikat bersama-sama melalui ikatan kovalen (covalent bonds).

Hidrokarbon tepu ialah hidrokarbon dengan atom karbonnya terikat kepada atom yang lain melalui ikatan kovalen yang tunggal (single covalent bonds).

Pembentukan empat ikatan kovalen tunggal.

Hidrokarbon tak tepu ialah hidrokarbon yang mengandungi sekurang-kurangnya satu ikatan ganda dua (double bond) atau ikatan ganda tiga (triple bond) antara atom-atom karbon dalam molekul itu.

Pembentukan dua ikatan tunggal 

dan satu ikatan ganda dua.

Pembentukan satu ikatan tunggal
dan satu ikatan ganda tiga.

Sebatian organik

1. Hidrokarbon (Unsur karbon dan hidrogen sahaja).
   i) Alkana (alkanes)
   ii) Alkena (alkenes)
   
   
2. Bukan hidrokarbon (Unsur karbon, hidrogen dan unsur lain)
   i) Alkohol
   ii) Asid Karbosilik
   iii) Ester

Sumber utama hidrokarbon ialah petroleum.

Petroleum merupakan cecair hitam yang sangat pekat dan melekit. Bahan ini wujud secara semulajadi sebagai minyak mineral dalam lapisan-lapisan kerak bumi.