El documento describe la estructura de los hidrocarburos, incluyendo alcanos. Los alcanos son hidrocarburos saturados compuestos solo de carbono e hidrógeno unidos por enlaces simples. Se explican los nombres IUPAC de los alcanos, donde la cadena principal más larga se usa para nombrar el compuesto y los números y prefijos indican la posición de los grupos laterales. Finalmente, se mencionan las fuentes industriales de alcanos como el petróleo y gas natural.

1. 1
HIDROCARBUROS. ASPECTOS ESTRUCTURA.
Recopilación: Ing. Pablo Gandarilla Claure.
La geometría de sus moléculas
Los hidrocarburos son los derivados del carbono más sencillos. Resultan de la unión únicamente de átomos de
carbono con átomos de hidrógeno y de átomos de carbono entre sí formando cadenas que pueden ser abiertas
o cerradas y cuyos «eslabones» pueden estar unidos por enlaces simples o por enlaces múltiples. Aquellos
hidrocarburos que presentan únicamente enlaces simples reciben el nombre de hidrocarburos saturados
(alcanos).
El representante más sencillo de los hidrocarburos saturados es el metano CH4; no obstante, el etano C2H6 da
una mejor idea de las características de este tipo de hidrocarburos. La molécula de etano está compuesta por
dos átomos de carbono y seis átomos de hidrógeno que se unen entre sí mediante enlaces covalentes
sencillos. El resto de los compuestos de esta serie de hidrocarburos de cadena abierta puede obtenerse
intercalando en el etano sucesivamente grupos CH2 .
Las cadenas de los hidrocarburos saturados pueden también cerrarse formando estructuras cíclicas. El
ciclohexano es un ejemplo. Los enlaces C  C forman una estructura hexagonal, no plana.
Los hidrocarburos no saturados se caracterizan, desde el punto de vista de su estructura molecular, por la
presencia de enlaces dobles (alquenos) o triples (alquinos).
ALCANOS
Son hidrocarburos, es decir, compuestos formados por átomos de hidrógeno y carbono, que no presentan
ningún tipo de insaturación, es decir, todos sus enlaces C – C son simples. Estos hidrocarburos se conocen
también con el nombre de “parafinas”.
Los alcanos menos complicados son los de cadena lineal. Salvo los cuatro primeros, (metano, etano, propano y
butano), el resto de la serie se nombra usando los prefijos griegos para designar el número de carbonos de la
cadena principal. Se les da la terminación –ano que es genérica para los hidrocarburos saturados.
Todos los alcanos acíclicos, (lineales), tienen la fórmula general CnH2n+2. Pero en la mayoría de los casos nos
vamos a encontrar compuestos que tengan otros sustituyentes en vez de hidrógeno, dando lugar a cadenas
ramificadas. A estos sustituyentes se les llama radicales o grupos. Son hidrocarburos que han perdido un
hidrógeno y pueden formar un enlace C – C con el carbono de la cadena principal. Se les nombra sustituyendo
la terminación –ano por –ilo.
Una vez que encontremos la cadena principal, tendremos que empezar a numerar los carbonos de ésta de
manera que a los sustituyentes les corresponda el localizador más bajo posible, sea cual sea su naturaleza.
En caso de que los localizadores sean los mismos, empecemos por donde empecemos, se da el número más
bajo al radical que se vaya a nombrar primero.
C H 4
C H 3 C H 3
C H 3 C H 2 C H 3
C H 3 C H 2 C H 2 C H 3
M e ta no
E ta no
P ro p a no
B uta no
C H 3 (C H 2 )3 C H 3
P e nta no
C H 3 (C H 2 )4 C H 3
H e xa no

2. 2
REGLAS PARA NOMBRAR ALCANOS
1.- Buscar siempre la cadena más larga y esa será la principal.
2.- Numeraremos los átomos de carbono de la cadena principal de manera que se asigne los
localizadores más bajos a los sustituyentes, independientemente de la naturaleza de éstos.
3.- Los radicales sencillos se nombran por orden alfabético sin tener en cuenta los prefijos di- ; tri- .
4.- Los radicales complejos se ordenan según la primera letra del radical (aunque haya prefijos).
5.- Cuando hay varios radicales complejos iguales se les pone el prefijo bis- ; tris- ; tetrakis-...
6.- Cuando varias cadenas tienen la misma longitud se siguen los criterios:
a) La cadena que tenga el mayor número de cadenas laterales.
b) La cadena cuyas cadenas laterales tengan los localizadores más bajos.
c) La cadena que tenga el máximo número de átomos de carbono en las cadenas laterales más
pequeñas.
d) La cadena que tenga cadenas laterales lo menos ramificadas posible.
Otro tipo de hidrocarburos saturados son los alcanos cíclicos o cicloalcanos. Se nombran añadiendo el prefijo
ciclo- al nombre del alcano equivalente de cadena abierta. Los radicales simples derivados de estos alcanos
cíclicos se nombran también añadiendo el sufijo –ilo al final del nombre.
Debemos señalar que hay dos formas de nombrar los cicloalcanos sustituidos, salvo en el caso de que el
cicloalcano posea varios sustituyentes alquílicos.
Nomenclatura
Vimos que se emplean los nombres metano, etano, propano, butano y pentano para alcanos con uno, dos, tres,
cuatro y cinco átomos de carbono, respectivamente. La tabla 3.2 indica los nombres de muchos alcanos
superiores. Excepto para los cuatro primeros miembros de la familia,
Tabla 3.2 NOMBRES DE LOS ALCANOS
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
C5H12
C6H14
C7H16
C8H18
metano
etano
propano
butano
pentano
hexano
heptano
octano
C9H20
C10H22
C11H24
C12H26
C14H30
C16H34
C18H38
C20H42
nonano
decano
undecano
dodecano
tetradecano
hexadecano
octadecano
eicosano
CH CH3CH3 2-ciclopropilpropano o
isopropilciclopropano
CH3
CH3
CH2
-CH2
-CH2
-CH3
C(CH3)3
1-butil-1-terc-butil-4,4-dimetilciclohexano

3. 3
el nombre simplemente se deriva del prefijo griego (o latino) para el número particular de carbonos en el alcano,
de modo que resulta pentano para cinco, hexano para seis, heptano para siete, octano para ocho, etc.
Deben memorizar los nombres de por lo menos los diez primeros alcanos. Logrado esto, se habrán aprendido
simultáneamente también, en esencia, los nombres de los diez primeros alquenos, alquinos, alcoholes, etc.,
puesto que los nombres de muchas familias de sustancias están íntimamente relacionados; por ejemplo,
compárense los nombres propano, propeno y propino, para el alcano, alqueno y alquino de tres carbonos.
Sin embargo, prácticamente todo alcano puede tener cierto número de estructuras isómeras, debiendo haber un
nombre inequívoco para cada una de ellas. Los butanos y pentanos se distinguen por el empleo de prefijos: n-
butano e isobutano; n-pentano, isopentano y neopentano. Pero hay 5 hexanos, 9 heptanos y 75 decanos; sería
difícil encontrar y, aún más, recordar un prefijo para cada uno de estos isómeros; es evidente que se necesita
algún método sistemático para nombrarlos.
Durante el desarrollo de la química orgánica, se han inventado diferentes métodos para nombrar los miembros
de prácticamente todos los tipos de compuestos orgánicos; cada método se ideó una vez que el sistema
empleado antes resultaba inadecuado para el creciente número de sustancias orgánicas cada vez más
complejas. Es, quizá, lamentable para nosotros que hayan sobrevivido varios sistemas y que aún sean de uso
corriente. Aun cuando nos contentemos con emplear un solo sistema, es necesario entender los nombres
usados por otros químicos, por lo que debemos aprender más de un sistema de nomenclatura; pero antes de
emprender la tarea, debemos conocer previamente los nombres de ciertos grupos orgánicos.
Nombres comunes de los alcanos
Hemos visto que los prefijos n-, iso- y neo- son adecuados para diferenciar los diversos butanos y pentanos,
pero más allá de éstos se necesitaría un número irracional de prefijos. Sin embargo, se retiene el prefijo n- para
cualquier alcano, por largo que sea, en el cual todos los carbonos forman una cadena continua sin
ramificaciones:
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3(CH2)4CH3
n-Pentano n-Hexano
Un isoalcano es un compuesto de seis carbonos o menos en el que todos ellos, excepto uno, forman una
cadena continua, con el carbono no considerado unido al penúltimo:
CHCH2CH3
CH3
CH3
CH(CH2)2CH3
CH3
CH3
Isopentano Isohexano
Nombres IUPAC de alcanos
Para diseñar un sistema de nomenclatura aplicable a los compuestos aún más complejos, se han reunido
periódicamente desde 1892 varios comités y comisiones en representación de los químicos del mundo. En su
forma actual, el sistema diseñado se conoce como sistema IUPAC (International Union of Pure and Applied
Chemistry); dado que sigue, más o menos, la misma pauta para todas las familias de compuestos orgánicos, lo
consideraremos en detalle para su aplicación a los alcanos.
En esencia, las reglas del sistema IUPAC son:
1. Como estructura de referencia, seleccione la cadena continua más larga y considere luego que el
compuesto deriva de aquella, reemplazando los hidrógenos por diversos grupos alquilo. Así, puede

4. 4
considerarse que el isobutano (I) deriva del propano por reemplazo de un átomo de hidrógeno por un
grupo metilo, por lo que se puede denominar metilpropano.
CH3CH2CH2CHCH3
CH3
CH3CHCH3
CH3
CH3CH2CHCH2CH3
CH3
I II III
Metilpropano
(Isobutano)
2-Metilpentano 3-Metilpentano
2. Donde sea necesario, como es el caso de los dos metilpentanos isómeros (II y III), indique el carbono
que lleva el grupo alquilo por medio de un número.
3. Al numerar la cadena carbonada de referencia, comience por el extremo que resulte en el empleo de los
números más bajos; así, II se denomina 2-metilpentano, y no 4-metilpentano.
4. Si un mismo grupo alquilo aparece más de una vez como cadena lateral, indíquelo por los prefijos di-,
tri-, tetra-, etc., para destacar cuántos de esos alquilos hay, e indique con números la posición de cada
grupo, como en 2,2,4-trimetilpentano (IV).
5.
CH3CHCH2CCH3
CH3
CH3
CH3
CH3CH2CH2CH CH C CH2CH3
CH2
CH2
CH3
CH3
CH3CH
CH3 CH3
IV
V
2,2,4-Trimetilpentano 3,3-Dietil-5-isopropil-4-metiloctano
6. Si a la cadena principal se unen varios grupos alquilo diferentes, nómbrelos en orden alfabético, como
en 3,3-dietil-5-isopropil-4-metiloctano (V). (Obsérvese que isopropil aparece antes que metil; sin
embargo, dimetil debe aparecer después que etil o dietil.)
Hay reglas y convenciones adicionales que se emplean para nombrar alcanos muy complicados, pero las cinco
reglas fundamentales mencionadas aquí son suficientes para los compuestos que encontraremos.
Los halogenuros de alquilo, que aparecen muchas veces en la química de los alcanos, se denominan
haloalcanos; es decir, se trata el halógeno como si fuese sólo una cadena lateral. Nombramos primero el alcano
como si no contuviese halógeno, y agregamos a continuación fluoro, cloro, bromo o yodo, junto con los números
y prefijos que fuesen necesarios.

5. 5
CH3CH2CI CH3CH2CH2Br CH3CH2CHCH3
Br
CH3CHCH2I
CH3
CH3 C
CH3
F
CH3 CH3CH2 C CHCH3
CH3
CI CI
1-Cloroetano 1-Bromopropano
2-Bromobutano
2-Metil-1-yodopropano
2-Fluoro-2-metilpropano 2,3-Dicloro-3-metilpentano
Fuente industrial
La fuente principal de alcanos es el petróleo, junto con el gas natural que lo acompaña. La putrefacción y las
tensiones geológicas han transformado, en el transcurso de millones de años, compuestos orgánicos complejos
que alguna vez constituyeron plantas o animales vivos en una mezcla de alcanos de 1 hasta 30 ó 40 carbonos.
Junto a ellos, y particularmente abundantes en el petróleo de California, se encuentran los cicloalcanos, que en
la industria petrolera se conocen como naftenos.
Una segunda fuente potencial de alcanos la constituye el otro combustible fósil, el carbón; se están
desarrollando procesos que lo convierten, por medio de la hidrogenación, en gasolina y petróleo combustible,
como también en gas sintético, para contrarrestar la escasez previsible del gas natural.
Evidentemente, el gas natural sólo contiene los alcanos más volátiles, es decir, los de bajo peso molecular; está
constituido en esencia por metano y cantidades progresivamente menores de etano, propano y alcanos
superiores. Una muestra obtenida de un oleoducto alimentado por gran número de pozos de Pensilvania
contenía metano, etano y propano en proporción de 12:2:1; los alcanos superiores representaban sólo el 3% del
total. La fracción propano-butano se separa de los componentes más volátiles por licuación, se comprime en
cilindros y se vende como gas licuado en áreas que no tienen gas de alumbrado.
El petróleo se separa por destilación en las diversas fracciones enumeradas en la tabla 3.4; debido a la relación
entre punto de ebullición y peso molecular, esto supone una separación preliminar de acuerdo con el número de
carbonos. Cada fracción aún es una mezcla compleja, sin embargo, puesto que contiene alcanos con un
intervalo de átomos de carbono y cada número de carbonos representa varios isómeros. El uso de cada
fracción depende principalmente de su volatilidad o viscosidad, e importa muy poco si es una mezcla compleja
o un solo compuesto puro.
El principal uso de todas las fracciones volátiles es utilizarlo como combustibles. La fracción gaseosa, igual que
el gas natural, se emplea sobre todo en calefacción. La gasolina se utiliza en máquinas de combustión interna
que requieren un combustible bastante volátil; el queroseno se usa en motores de tractor y reactores, y el
gasóleo, en motores Diesel. Estos dos últimos también se emplean para calefacción, conociéndose también el
último como fuel-oil.
La fracción de aceite lubricante, especialmente la procedente de crudos de Pennsilvania (petróleo de base
parafínica), a menudo contiene grandes cantidades de alcanos de cadena larga (C20–C34), con puntos de fusión
bastante altos. Si éstos permanecieran en el aceite, en días fríos podrían cristalizar en forma de sólidos cerosos
en los oleoductos; para prevenirlo, se enfría el aceite y se separa la cera por filtración, que se vende como cera
parafínica (p.f. 50-55ºC) una vez purificada, o bien se emplea como gelatina de petrolato (vaselina). El asfalto
se emplea para impermeabilizar techumbres y en la pavimentación de carreteras. El coque obtenido de crudos
de base parafínica se compone de hidrocarburos complejos de elevada proporción de carbono a hidrógeno; se
usa como combustible o en la manufactura de electrodos de carbono para la industria electroquímica. El éter
del petróleo y la ligroína son disolventes útiles para muchos materiales orgánicos de baja polaridad.

6. 6
Tabla 3.4 CONSTITUYENTES DEL PETROLEO
Fracción Temperatura
de destilación, ºC
Número de carbonos
Gas
Eter de petróleo
Ligroína (nafta ligera)
Gasolina Natural
Queroseno
Gasóleo
Aceite lubricante
Bajo 20ºC
20-60 ºC
60-100 ºC
40-205 ºC
175-325 ºC
Sobre 275 ºC
Líquidos no volátiles
C1-C4
C5-C6
C6-C7
C5-C10, y cicloalcanos
C12-C18, y aromáticos
C12 y superiores
Probablemente cadenas largas unidas
a estructuras cíclicas
Estructuras policíclicasAsfalto o coque de petróleo Sólidos no volátiles
Además de emplearse directamente como se acaba de describir, ciertas fracciones del petróleo se convierten
en otras clases de compuestos químicos. La isomerización catalítica transforma alcanos de cadena recta en
ramificados; el proceso cracking convierte alcanos superiores en inferiores y en alquenos, con lo que se
aumenta el rendimiento de la gasolina: incluso puede usarse para la producción de gas natural. Es más,
los alquenos así formados constituyen quizá las materias primas más importantes para la síntesis de
sustancias alifáticas en gran escala. El proceso de reformación catalítica convierte los alcanos y los
cicloalcanos en hidrocarburos aromáticos, con lo que contribuye a proporcionar materias primas para la síntesis
en gran escala de otra amplia gama de compuestos.
Alquenos, alacenos, olefinas
Propiedades físicas
Como clase, los alquenos poseen propiedades físicas esencialmente iguales que las de los alcanos. Son
insolubles en agua, pero bastante solubles en líquidos no polares, como benceno, éter, cloroformo, y son
menos densos que el agua. De la tabla 7.2 se desprende que el punto de ebullición aumenta con el número
creciente de carbonos; como en el caso de los alcanos, el aumento del punto de ebullición es de 20 a 30 grados
por cada carbono adicional, excepto para los homólogos muy pequeños. Las ramificaciones bajan el punto de
ebullición. Al igual que los alcanos, los alquenos son, a lo sumo, sólo débilmente polares.
Compuestos incoloros. Desde el eteno hasta los butenos son gases en condiciones normales, en tanto que los
alquenos C5 a C18 son líquidos. Los superiores son sólidos. El punto de ebullición y la densidad aumentan al
crecer la cadena. Son insolubles o poco solubles en agua, pero se disuelven en solventes orgánicos.
Tabla 7.2 ALQUENOS
Nombre Fórmula
p.f.,
ºC
p.e.,
ºC
Densidad relativa
(a 20 ºC)
Etileno CH2=CH2 -169 -102
Propileno CH2=CHCH3 -185 - 48
1-Buteno CH2=CHCH2CH3 - 6.5
1-Penteno CH2=CH(CH2)2CH3 30 0.643
1-Hexeno CH2=CH(CH2)3CH3 -138 63.5 .675
1-Hepteno CH2=CH(CH2)4CH3 -119 93 .698
1-Octeno CH2=CH(CH2)5CH3 -104 122.5 .716
1-Noneno CH2=CH(CH2)6CH3 146 .731
1-Deceno CH2=CH(CH2)7CH3 -87 171 .743

7. 7
Alquinos, alquínicos, acetilénicos
Propiedades físicas
Desde el etino al 1-butino son gases en condiciones normales; el 2-butino al C14 son líquidos, y los restantes
son sólidos.
La densidad es menor que la del agua, y mayor que la de los alquenos. Hierven a temperatura más elevada que
los alquenos del mismo número de átomos de carbono e igual estructura y arden con llama brillante.
Son incoloros y muy poco solubles en agua, se disuelven en solventes orgánicos como éter, benceno,
tetracloruro de carbono y otros.
Propiedades físicas
Punto de ebullición
Puntos de fusión (curva inferior) y de ebullición (curva superior) de los primeros 14 n-alcanos, en °C.
HC C CH2 CH2 CH CH C CH
CH3 C C CH2 CH CH CH CH CH2 CH3
3-octeno-1,7-diino
1,7-diino-3-octeno
5,7-decadien-2-ino
2-ino-5,7-decadieno
CH2 CH CH CH CH2 C C C
CH2CH3
CH2
8-etil-1,3,8-nonatrien-6-ino
(no 2-etil-1,6,8-nonatrien-3-ino)
CH2 C CH2 Aleno
HC CH Acetileno (etino)
Hidrocarburos con
nombre propio

8. 8
Bajo condiciones estándar, los alcanos desde el CH4 hasta el C4H10 son gases; desde el C5H12 hasta C17H36 son
líquidos; y los posteriores a C18H38 son sólidos. Como el punto de ebullición de los alcanos está determinado
principalmente por el peso, no debería sorprender que los puntos de ebullición tengan una relación casi lineal
con la masa molecular de la molécula. Como regla rápida, el punto de ebullición se incrementa entre 20 y 30 °C
por cada átomo de carbono agregado a la cadena; esta regla se aplica a otras series homólogas. Un alcano de
cadena lineal tendrá un mayor punto de ebullición que un alcano de cadena ramificada, debido a la mayor área
de la superficie en contacto, con lo que hay mayores fuerzas de van der Waals, entre moléculas adyacentes.
Por ejemplo, compárese el isobutano y el n–butano que hierven a –12 y 0 ° C, y el 2,2–dimetilbutano y 2,3–
dimetilbutano que hierven a 50 y 58 °C, respectivamente. En el último caso, dos moléculas de 2,3–dimetilbutano
pueden "encajar" mutuamente mejor que las moléculas de 2,2–dimetilbutano entre sí, con lo que hay mayores
fuerzas de van der Waals.
Por otra parte, los cicloalcanos tienden a tener mayores puntos de ebullición que sus contrapartes lineales,
debido a las conformaciones fijas de las moléculas, que proporcionan planos para el contacto intermolecular.
Punto de fusión
El punto de fusión de los alcanos sigue una tendencia similar al punto de ebullición por la misma razón que se
explicó anteriormente. Esto es, (si todas las demás características se mantienen iguales), a molécula más
grande corresponde mayor punto de fusión. Hay una diferencia significativa entre los puntos de fusión y los
puntos de ebullición: los sólidos tienen una estructura más rígida y fija que los líquidos. Esta estructura rígida
requiere energía para poder romperse durante la fusión. Entonces, las estructuras sólidas mejor construidas
requerirán mayor energía para la fusión. Para los alcanos, esto puede verse en el gráfico anterior. Los alcanos
de longitud impar tienen puntos de fusión ligeramente menores que los esperados, comparados con los alcanos
de longitud par. Esto es debido a que los alcanos de longitud par se empacan bien en la fase sólida, formando
una estructura bien organizada, que requiere mayor energía para romperse. Los alcanos de longitud impar se
empacan con menor eficiencia, con lo que el empaquetamiento más desordenado requiere menos energía para
romperse.
Los puntos de fusión de los alcanos de cadena ramificada pueden ser mayores o menores que la de los alcanos
de cadena lineal, dependiendo nuevamente de la habilidad del alcano en cuestión para empacarse bien en la
fase sólida: esto es particularmente verdadero para los isoalcanos (isómeros 2-metil), que suelen tener mayores
puntos de fusión que sus análogos lineales.
Conductividad
Los alcanos son malos conductores de la electricidad y no se polarizan sustancialmente por un campo eléctrico.
Solubilidad en agua
No forman enlaces de hidrógeno y son insolubles en solventes polares como el agua. Puesto que los enlaces
de hidrógeno entre las moléculas individuales de agua están apartados de una molécula de alcano, la
coexistencia de un alcano y agua conduce a un incremento en el orden molecular. Se dice que los alcanos son
hidrofóbicos (repelen el agua).
Solubilidad en otros solventes
Su solubilidad en solventes no polares es relativamente buena, una propiedad que se denomina lipofilicidad.
Por ejemplo, los diferentes alcanos son miscibles entre sí en todas las demás proporciones.
Densidad
La densidad de los alcanos suele aumentar conforme aumenta el número de átomos de carbono, pero
permanece inferior a la del agua. En consecuencia, los alcanos forman la capa superior en una mezcla de
alcano–agua.

9. 9
Propiedades químicas
En general, los alcanos muestran una reactividad relativamente baja, porque sus enlaces de carbono son
relativamente estables y no pueden ser fácilmente rotos. A diferencia de muchos otros compuestos orgánicos,
no tienen grupo funcional.
Sólo reaccionan muy pobremente con sustancias iónicas o polares, son prácticamente inertes a los ácidos y
bases. Su inercia es la fuente del término parafinas (que significa "falto de afinidad"). En el petróleo crudo, las
moléculas de alcanos permanecen químicamente sin cambios por millones de años.
Sin embargo, es posible reacciones redox de los alcanos, en particular con el oxígeno y los halógenos, puesto
que los átomos de carbono están en una condición fuertemente reducida; en el caso del metano, se alcanza el
menor estado de oxidación posible para el carbono (-4). La reacción con el oxígeno conduce a la combustión
sin humo; con los halógenos, a la reacción de sustitución. Además, los alcanos interactúan con, y se unen a,
ciertos complejos de metales de transición.
Los radicales libres, moléculas con un número impar de electrones, juegan un papel importante en la mayoría
de reacciones de los alcanos, tales como el cracking y el reformado, donde los alcanos de cadena larga se
convierten en alcanos de cadena corta, y los alcanos de cadena lineal en los isómeros ramificados,
respectivamente.
Reacciones con oxígeno
Todos los alcanos reaccionan con oxígeno en una reacción de combustión, si bien se torna más difícil de
inflamar al aumentar el número de átomos de carbono. La ecuación general para la combustión completa es:
CnH2n+2 + (1,5n+0,5)O2 → (n+1)H2O + nCO2
En ausencia de oxígeno suficiente, puede formarse monóxido de carbono o inclusive negro de humo, como se
muestra a continuación:
CnH(2n+2) + ½ nO2 → (n+1)H2 + nCO
por ejemplo metano:
CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O CH4 + O2 → CO + 2H2O
Reacciones con halógenos
Los alcanos reaccionan con halógenos en la denominada reacción de halogenación radicalaria. Los átomos de
hidrógeno del alcano son reemplazados progresivamente por átomos de halógeno. Los radicales libres son las
especies que participan en la reacción, que generalmente conduce a una mezcla de productos. La reacción es
altamente exotérmica, y puede resultar en una explosión.
Estas reacciones son una importante ruta industrial para los hidrocarburos halogenados.
Los experimentos han mostrado que toda halogenación produce una mezcla de todos los isómeros posibles,
indicando que todos los átomos de hidrógeno son susceptibles de reaccionar. Sin embargo, la mezcla producida
no es una mezcla estadística: los átomos de hidrógeno secundario y terciario son reemplazados
preferentemente debido a la mayor estabilidad de los radicales secundarios y terciarios. Un ejemplo puede
verse en la monobromación del propano:

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Cracking
El cracking rompe moléculas grandes en unidades más pequeñas, Esta operación puede realizarse con un
método térmico o un método catalítico. El proceso de cracking térmico sigue un mecanismo de reacción
homolítico con formación de radicales libres. El proceso de cracking catalítico involucra la presencia de un
catalizador ácido (generalmente ácidos sólidos como silica-alúmina y zeolitas), que promueven la heterólisis
(ruptura asimétrica) de los enlaces, produciendo pares de iones de cargas opuestas, generalmente un
carbocatión y el anión hidruro, que es muy inestable. Los radicales libres de alquilo y los carbocationes son
altamente inestables, y sufren procesos de reordenamiento de la cadena, y la escisión del enlace C-C en la
posición beta, además de transferencias de hidrógeno o hidruro intramolecular y extramolecular. En ambos
tipos de procesos, los reactivos intermediarios (radicales, iones) se regeneran permanentemente, por lo que
proceden por un mecanismo de autopropagación en cadena. Eventualmente, la cadena de reacciones termina
en una recombinación de iones o radicales.
Isomerización y reformado
La isomerización y reformado son procesos en los que los alcanos de cadena lineal son calentados en
presencia de un catalizador de platino. En la isomerización, los alcanos se convierten en sus isómeros de
cadena ramificada. En el reformado, los alcanos se convierten en sus formas cíclicas o en hidrocarburos
aromáticos, liberando hidrógeno como subproducto. Ambos procesos elevan el índice de octano de la
sustancia.
Otras reacciones
Los alcanos reaccionan con vapor en presencia de un catalizador de níquel para producir hidrógeno. Los
alcanos pueden ser clorosulfonados y nitrados, aunque ambas reacciones requieren condiciones especiales. La
fermentación de los alcanos a ácidos carboxílicos es de importancia técnica. En la reacción de Reed, el dióxido
de azufre y cloro convierten a los hidrocarburos en cloruros de sulfonilo, en un proceso inducido por luz.
Aplicaciones
Las aplicaciones de los alcanos pueden ser determinadas bastante bien de acuerdo al número de átomos de
carbono. Los cuatro primeros alcanos son usados principalmente para propósitos de calefacción y cocina, y en
algunos países para generación de electricidad. El metano y el etano son los principales componentes del gas
natural; pueden ser almacenados como gases bajo presión. Sin embargo, es más fácil transportarlos como
líquidos: esto requiere tanto la compresión como el enfriamiento del gas.
El propano y el butano pueden ser líquidos a presiones moderadamente bajas y son conocidos como gases
licuados del petróleo (GLP). Por ejemplo, el propano se usa en el quemador de gas propano, el butano en los
encendedores descartables de cigarrillos. Estos dos alcanos son usados también como propelentes en
pulverizadores.
Desde el pentano hasta el octano, los alcanos son líquidos razonablemente volátiles. Se usan como
combustibles en motores de combustión interna, puesto que pueden vaporizarse rápidamente al entrar en la
cámara de combustión, sin formar gotas, que romperían la uniformidad de la combustión. Se prefieren los
alcanos de cadena ramificada, puesto que son menos susceptibles a la ignición prematura, que causa el
cascabeleo en los motores, que sus análogos de cadena lineal. Esta propensión a la ignición prematura es
medida por el índice de octano del combustible, donde el 2,2,4-trimetilpentano (isooctano) tiene un valor

11. 11
arbitrario de 100, y heptano tiene un valor de cero. Además de su uso como combustibles, los alcanos medios
son buenos solventes para las sustancias no polares.
Los alcanos desde el nonano hasta, dígase, el hexadecano (un alcano con dieciséis átomos de carbono) son
líquidos de alta viscosidad, cada vez menos aptos para su uso en gasolinas. Por el contrario, forman la mayor
parte del diésel y combustible de aviones. Los combustibles diésel están caracterizados por su índice de cetano
(el cetano es un nombre antiguo para el hexadecano). Sin embargo, el alto punto de fusión de estos alcanos
puede causar problemas a bajas temperaturas y en regiones polares, donde el combustible se vuelve
demasiado espeso para fluir adecuadamente.
Los alcanos a partir del hexadecano en adelante constituyen los componentes más importantes del aceite
combustible y aceite lubricante. La función de los últimos es también actuar como agentes anticorrosivos,
puesto que su naturaleza hidrofóbica implica que el agua no puede llegar a la superficie del metal. Muchos
alcanos sólidos encuentran uso como cera de parafina, por ejemplo en vela. Ésta no debe confundirse con la
verdadera cera, que consiste principalmente de ésteres.
Los alcanos con una longitud de cadena de aproximadamente 35 o más átomos de carbono se encuentran en el
betún, que se usa, por ejemplo, para asfaltar los caminos. Sin embargo, los alcanos superiores tienen poco
valor, y se suelen romper en alcanos menores mediante cracking.
Algunos polímeros sintéticos tales como el polietileno y el polipropileno son alcanos con cadenas que contienen
cientos de miles de átomos de carbono. Estos materiales se usan en innumerables aplicaciones, y se fabrican y
usan millones de toneladas de estos materiales al año.
Riesgos
El metano es explosivo cuando está mezclado con aire (1 – 8% CH4) y es un agente muy fuerte en el efecto
invernadero. Otros alcanos menores también forman mezclas explosivas con el aire. Los alcanos líquidos
ligeros son altamente inflamables, aunque este riesgo decrece con el aumento de la longitud de la cadena de
carbono. El pentano, hexano, heptano y octano están clasificados como peligrosos para el medio ambiente y
nocivos. El isómero de cadena lineal del hexano es una neurotoxina.
REACCIONES DE ALCANOS
1. Halogenación. Estudiada en las secciones 3.19 a 3.22.
C H + X 2
250-400ºC, o luz
C X + HX
Generalmente una mezcla
Reactividad X 2: CI 2 Br 2
H: 3º 2º 1º C H 3 H
Ejemplo:
C H 3 C H C H 3
C H 3
CI 2
250-400ºC
C H 3 C H
C H 3
C H 2 C I + C H 3 C
C H 3
C H 3
C IIsobutano Cloruro de isobutilo
Cloruro de t-butilo
2. Combustión. Estudiada en la sección 3.30.
C nH 2n + 2 + exceso O 2
llama
nCO 2 + (n + 1)H 2O H=calor de combustion
Ejemplo:
n-C 5H 12 + 8 O 2 5CO 2 + 6H 2O H=-845 kcal
llama
3. Pirólisis (cracking). Estudiada en la sección 3.31.
alcano H 2 + alcanos menores + alquenos
400-600ºC con o sin
catalizadores