Alifatik hidrokarbonlar organik kimyadaki en önemli bileşik gruplarından biridir. Yalnızca karbon ve hidrojen atomlarından oluşmalarına rağmen farklı yapılara sahip çok sayıda bileşik oluştururlar. Yapısında tüm bağların tek olduğu doymuş alifatik hidrokarbonlar (alkanlar) ile çoklu (çift veya üçlü) bağ içeren doymamış hidrokarbonları ayırt edebiliriz.
Alifatik hidrokarbonlar çeşitli endüstriler için değerli hammaddelerdir. Esas olarak doğal kaynaklardan elde edilirler. Alkanların , alkenlerin ve alkinlerin en önemli kaynakları ham petrol , doğal gaz ve maden kömürleridir . Bu hammaddeler, milyonlarca yıl boyunca doğru atmosfer koşullarına (yüksek basınç ve sıcaklık) maruz kalma sonucu bitki ve hayvansal maddelerden oluşmuştur. Alifatik hidrokarbonlar ham petrolden veya doğal gazdan diğer yöntemlerin yanı sıra ayrımsal damıtma yoluyla ayrılır. Daha karmaşık organik bileşiklerin üretilmesi için ana hammaddeyi kendileri oluştururlar. Alkanlar, alkenler ve alkinler sadece endüstride değil günlük yaşamda da yaygın olarak kullanılmaktadır. Metan, etan, propan veya bütan gibi gazlar, örneğin ocaklar için veya binaların ısıtılmasında yakıt olarak kullanılan gazların bileşenleridir. Taşımacılıkta kullanılan petrol ve parafinde bazı alkanlar bulunur. Ağır hidrokarbonlar ise asfaltın bileşenleridir. Bu bileşiklerin çoğu kimya endüstrisinde hammadde ve çözücü olarak kullanılmaktadır. Alken monomerleri polietilen ve polipropilen gibi polimerlerin üretilmesinde kullanılır. Bu bileşikler, bazı katkı maddeleri ile birlikte genel olarak plastik olarak anılır. Alkinler esas olarak kimya endüstrisinde gliserin, alkanlar ve plastik üretiminde ara madde olarak kullanılır.
Alkanların, alkenlerin ve alkinlerin moleküler yapısı göz önüne alındığında, moleküller arasında önemli benzerliklerin olduğu açıktır. Hem doymuş hem de doymamış hidrokarbonlar için karakteristik ortak element, birbirine bağlı karbon atomlarından oluşan hidrokarbon zinciridir. Ayrıca bunların her biri iki veya üç hidrojen atomuyla bağ oluşturur (organik bileşiklerdeki karbonun her zaman dört değerlikli olduğuna dikkat edin). Alifatik hidrokarbonların bölündüğü en önemli unsur yapılarında doymamış bir bağın bulunmasıdır. Tüm bağların tek ve kovalent olduğu alkanlarda bu bağ yoktur. Tekli bağlarla bağlanan atomlar etraflarında dönebilir ve bu da konformer olarak bilinen izomerlerin oluşumuna yol açar. Alkenler hidrokarbon zincirlerinde bir adet doymamış çift bağ içerir. Bu bağın etrafında molekül katıdır ve tüm atomlar aynı düzlemde bulunur. Bir üçlü bağın mevcut olduğu alkinlerde daha yüksek derecede doymamışlık bulunur. Molekülün bulunduğu kısımda zincirin doğrusal yapısı korunur.
Alkanlar, alkenler ve alkinler fiziksel özellikleri bakımından çok benzerdir. Bu üç bileşik grubunun her biri, hidrokarbon zincirinin uzunluğu arttıkça bileşiklerin özelliklerinin benzer şekilde değiştiği homojen bir seri oluşturur. Alifatik hidrokarbon molekülleri polar değildir. Yalnızca zayıf van der Waals kuvvetleri tarafından bir arada tutulurlar. Sonuç olarak, polar bir çözücü olan suda çok az çözünürler. Buna karşılık örneğin benzen veya eterlerde çok çözünürler. Alkanların, alkenlerin ve alkinlerin fiziksel durumu hidrokarbon zincirlerinin uzunluğuna bağlıdır. Molekül başına 4’e kadar karbon atomuna sahip olan düşük hidrokarbonlar gaz, 5 ila 18 arasında karbon atomuna sahip olanlar sıvı ve daha yüksek hidrokarbonlar, yani zincirde 18’den fazla karbon atomu içerenler katılardır. Ayrıca hidrokarbon zincirinin uzunluğu arttıkça uçuculukta (kaynama noktasında artış) ve yoğunlukta azalma gözlenir. 
Alkanlar, alkenler ve alkinler fiziksel özellikleri açısından çok az farklılık gösterirken, doymamış bağın anahtar rolü oynadığı kimyasal özellikler açısından durum böyle değildir. Çoklu bağları olmayan doymuş bileşikler olan alkanlar kimyasal olarak pasiftir. Bromlu suyun rengini bozmazlar ve nitrasyona uğramazlar. Bunun aksine halojenlerle reaksiyona girerler (serbest radikal ikamesi). Yanıcıdırlar ve hava beslemesine bağlı olarak tam yanma, yarı yanma veya eksik yanmaya maruz kalırlar. Alkenler ve alkinler, çoklu bağların varlığı nedeniyle alkanlardan belirgin şekilde farklıdır (alkinler, alkenlerden bile daha reaktiftir). Moleküllerinde bulunan ikili ve üçlü bağ kalıcı değildir ve kolayca parçalanır. Sonuç olarak alkenler ve alkinler kolaylıkla katılma, polimerizasyon veya hidrojenasyon reaksiyonlarına girerler. Ayrıca brom, iyot ve klor ile de şiddetli reaksiyona girerler. Bu özellik, doymuş hidrokarbonları doymamış hidrokarbonlardan ayıran bir kimyasal testte kullanılır. Buna bromlu su testi denir. Alkanlar bromlu suyun rengini değiştirmezken, alkenler ve alkinler bunu yapar çünkü çoklu bağ kırılır ve brom hidrokarbon zincirine bağlanır.
Alkanlar, alkenler ve alkinler çeşitli reaksiyon ve işlemlerle hazırlanır. Alkanlar, alkenlerden ve alkenler alkinlerden, çoklu bağların kırıldığı ve hidrokarbon zincirine hidrojen atomlarının bağlandığı bir hidrojenasyon reaksiyonuyla elde edilebilir. Alkanların sentezi için Wurtz reaksiyonu veya Grignard bileşikleri olarak adlandırılan organometalik bileşikler kullanılarak alkil halojenürlerin indirgenmesi de kullanılır. Alkenler genellikle alkanların dehidrojenasyonuyla elde edilir. Alkanlardan alkenler de çatlama yoluyla elde edilir. Ancak yalnızca uzun zincirli moleküllerin buna maruz kaldığını unutmayın. Alkinler, dihalojenoalkillerin ve tetrahalojenoalkillerin dehidrohalojenasyonu ve sodyum asetilidlerin birincil alkil halojenürlerle reaksiyona sokulması yoluyla elde edilir. Ek olarak, endüstriyel ölçekte alkinler, metanın oksidasyonu ve karbürün suyla işlenmesiyle elde edilir.
PCC Group’ta yerinizi bulun. Teklifimiz hakkında bilgi edinin ve bizimle gelişmeye devam edin.
Tüm derslerin öğrencileri ve mezunları için ücretsiz yaz stajı.
