Alkanen — enkele bindingen
Alkanen hebben tussen alle koolstofatomen uitsluitend enkele bindingen (C–C). De algemene formule luidt CnH2n+2. De namen volgen een vast patroon:
| n | Naam | Formule |
|---|---|---|
| 1 | methaan | CH₄ |
| 2 | ethaan | C₂H₆ |
| 3 | propaan | C₃H₈ |
| 4 | butaan | C₄H₁₀ |
| 5 | pentaan | C₅H₁₂ |
| 6 | hexaan | C₆H₁₄ |
| 7 | heptaan | C₇H₁₆ |
| 8 | octaan | C₈H₁₈ |
| 9 | nonaan | C₉H₂₀ |
| 10 | decaan | C₁₀H₂₂ |
Alkanen zijn verzadigd: elk koolstofatoom heeft alle vier zijn bindingsplaatsen bezet. Ze zijn relatief weinig reactief, maar verbranden goed in zuurstof — vandaar dat methaan (aardgas) en octaan (benzine) als brandstof worden gebruikt.
Alkenen — één dubbele binding
Bij alkenen zit tussen twee koolstofatomen een dubbele binding (C=C). De algemene formule is CnH2n (n ≥ 2). De namen eindigen op -een: etheen (C₂H₄), propeen (C₃H₆), buteen (C₄H₈) enzovoort.
De dubbele binding maakt alkenen veel reactiever dan alkanen. Ze ondergaan gemakkelijk additiereacties — bijvoorbeeld met water tot een alcohol, of met zichzelf tot polymeren. Polyetheen (PE), de meest gebruikte kunststof ter wereld, ontstaat uit etheen.
Alkynen — één drievoudige binding
Bij alkynen zit tussen twee koolstofatomen een drievoudige binding (C≡C). De algemene formule is CnH2n−2. Het bekendste alkyn is ethyn (C₂H₂), oude naam acetyleen, dat in autogene snijbranders een vlam van wel 3 000 °C levert.
Isomerie
Vanaf butaan (C₄H₁₀) bestaan er meerdere verschillende moleculen met dezelfde brutoformule — isomeren. Voor butaan zijn dat n-butaan (rechte keten) en isobutaan (vertakt). Naarmate koolstofketens langer worden, neemt het aantal isomeren explosief toe.
Toepassingen
- Aardgas — voornamelijk methaan; gebruikt voor verwarming en stroomopwekking.
- LPG — een mengsel van propaan en butaan, vloeibaar onder lichte druk.
- Benzine — mengsel van koolwaterstoffen met 5–12 koolstofatomen, vooral octaan.
- Diesel en kerosine — zwaardere ketens van 12–20 koolstofatomen.
- Plastics — polymeren van alkenen, zoals polyetheen en polypropeen.
Verbranding
Een volledige verbranding van een koolwaterstof levert CO₂ en water op:
Bij onvoldoende zuurstof ontstaat de gevaarlijke koolstofmonoxide (CO) — kleurloos, geurloos en giftig. Lees ook over vergelijkingen kloppend maken.