Węglowodory nasycone to związki zawierające tylko węgiel i wodór, przy czym wszystkie atomy węgla w cząsteczce są połączone wiązaniem pojedynczym (C-C).
METAN - CH4
ETAN - C2H6
PROPAN - C3H8
BUTAN - C4H10
PENTAN - C5H12
HEKSAN - C6H14
HEPTAN - C7H16
OKTAN - C8H18
NONAN - C9H20
DEKAN - C10H22
Powyżej zestawiono nazwy i wzory węglowodorów nasyconych zawierających od jednego atomu węgla (CH4) aż do dziesięciu (C10H22). Znane są węglowodory nasycone zawierające w łańcuchu ponad 100 atomów węgla. Nazwy węglowodorów nasyconych mają zakończenie –an. Pierwsza część wyrazu określa liczbę atomów węgla, np. nazwa pentan pochodzi od greckiego wyrazu penta – pięć. We wszystkich związkach organicznych węgiel jest czterowartościowy. Cząsteczki węglowodorów nasyconych zawierają typowy dla związków organicznych element strukturalny: wiązanie chemiczne między dwoma atomami tego samego pierwiastka. Zdolność atomu węgla do tworzenia trwałego wiązania chemicznego z drugim atomem węgla (C-C) i możliwość przedłużenia łańcucha (C-C-C-...) są główną przyczyną tego, że liczba związków organicznych znacznie przewyższa liczbę związków nieorganicznych. Dzięki istnieniu trwałych wiązań węgiel-węgiel mogło powstać życie na Ziemi. W cząsteczkach węglowodorów nasyconych skrajne atomy węgla są połączone z trzema atomami wodoru:
H
H-C-
H
Do określenia takiego fragmentu cząsteczki używa się nazwy metyl lub grupa metylowa i zapisuje się w postaci CH3-. Wewnętrzne atomy węgla w łańcuchu węglowodoru nasyconego są połączone z dwoma atomami wodoru:
H
-C-
H
i tworzą grupę zapisaną w postaci -CH2-. Szereg węglowodorów nasyconych jest przykładem tzw. szeregu homologicznego. Poszczególne rodzaje związków organicznych, które tworzą szeregi homologiczne, czyli szeregi, w których sąsiadujące związki chemiczne różnią się od siebie jedną grupą -CH2- (tzw. grupą metylową). Homologi, czyli związki należące do tego samego szeregu homologicznego, wykazują podobne właściwości fizyczne i chemiczne, zmieniające się stopniowo w miarę wzrostu liczby grup -CH2- w cząsteczce, czyli w miarę wzrostu masy cząsteczkowej. Im bliżej siebie leżą homologi w szeregu, tym ich właściwości są bardziej do siebie podobne.
Właściwości fizyczne alkanów:
- od 1-4 atomów węgla w cząsteczce
- gazy
- od 5-15 atomów węgla
- ciecze
- powyżej 15 atomów węgla
- ciała stałe nie mieszają się z wodą.
Właściwości chemiczne:
- w zależności od ilości dostarczonego tlenu ulegają 3 rodzajom spalania:
a) spalanie całkowite
- produkty reakcji to CO2 i H2O: C5H12 + 8O2 = 5CO2 + 6H2O
b) półspalanie
- produkty to CO (tlenek węgla II) i H2O: 2C5H12 + 11O2 = 10CO + 12H2O
c) spalanie niecałkowite - produkty to C i H2O: C5H12 + 3O2 = 5C + 6H2O METAN CH4
Właściwości fizyczne:
- gaz
- bezbarwny
- lżejszy od powietrza
- bardzo słabo rozpuszczalny w wodzie
Właściwości chemiczne:
- palny
- bezwonny
- wybuchowy
- gaz ten po zmieszaniu z tlenem w powietrzu po zapaleniu wybucha z wielką siłą
- nietoksyczny
- mało reaktywny