1. Alcanes
Les alcanes sont des composés chimiques répondant à la formule brute générale :
CnH2n+2
donc uniquement composés de C et de H (d'où le nom d'hydrocarbures).
Ils possèdent uniquement des liaisons simples, liaisons σ.
1.1. Linéaires ou ramifiés
Les alcanes peuvent être linéaires (ex : butane) ou bien ramifiés ce qui nous permettra de définir des degrés de substitution des carbones, H n'étant pas considéré comme un substituant :
- carbone primaire : 1 substituant, 3 H
- carbone secondaire : 2 substituants, 2 H
- carbone tertiaire : 3 substituants, 1 H
- carbone quaternaire : 4 substituants, 0 H
N.B. Lorsque les alcanes sont en substituant ils sont appelés groupement alkyles.
1.2. Propriétés Physiques
- Ex. : la paraffine, composée d'alcanes saturés
- Peu réactifs chimiquement et possédant une faible affinité avec les autres composés organiques (excellents combustibles).
1.3. Propriétés Chimiques
Les alcanes possèdent très peu de propriétés chimiques du à leur inertie (paraffine)
On peut tout de même mettre en avant la réaction (générale) de combustion des alcanes, dont le pétrole, principale source d'énergie, fait partie :
2CnH2n+2 + (3n+1)O2 → 2nCO2 + (2n+2)H2O + NRJ
2. Les Alcènes
Les alcènes sont aussi appelés oléfines ou encore hydrocarbures.
Ces composés présentent au moins une double liaison, donc au moins deux carbones hybridés sp2
Ils répondent à la formule générale :
CnH2n
2.1. Stabilité des alcènes
Afin de déterminer la stabilité des alcènes on compare la chaleur d'hydrogénation (= ajout d'hydrogène sur l'alcène).
On remarquera ainsi :
- que la stabilité des alcènes sera d'autant plus grande qu'ils seront substitués
- que l'isomère E (opposé), ceci du à l'encombrement stérique, sera plus stable que l'isomère Z (ensemble)
2.2. Pouvoir électrodonneur
Du à la forte densité électronique au niveau des doubles liaisons carbones sp2 les alcènes sont des groupes électrodonneurs et réagissent donc bien avec les réactifs électrophiles. On obtient les alcènes par :
- Réaction de déshydrogénation
- Réaction de déshydrohalogénation des halogénures d'alkyle
- Réaction de déshydratation des alcools
2.3. Propriétés physiques
- Il sont insolubles dans l'eau mais solubles dans des solvants organiques apolaires
- Leur point d'ébullition augmente avec l'augmentation du nombre de carbones
2.4. Propriétés chimiques
Il sont impliqués dans des réactions importantes :
- Réaction de réduction : alcène + H2 + catalyseur → Alcane
- Réaction d'hydratation : alcène + H2, H+ → alcool
- Réaction d'hydrohalogénation : alcène + HX → halogénure d'alkyle
- Réaction d'halogénation : alcène + X2 → 1,2-dihalogénoalcane
X = Cl, Br, I
3. Alcynes
- Répondent à la formule générale : CnH2n-2
- Ils possèdent au moins une triple liaison (1 σ + 2 π)
- Ils ont des propriétés chimiques et physiques très semblables à celles des alcènes :
- Réaction de réduction : alcyne + H2 + catalyseur → Alcène
- Réaction d'hydratation : alcyne + H2, H+ → cétone
- Réaction d'hydrohalogénation : alcyne + HX → halogénoalcène
- Réaction d'halogénation : alcyne + X2 → 1,2-dihalogénoalcène