Alkanlar gomologik qatori a’zolarining umumiy kimyoviy xossalari bor. Ular aktivligi kam bo‘lgan moddalar. Alkanlar ishtirok etadigan barcha reaksiyalarni ikki turga bo‘lish mumkin: С — H bog'lanishning uzilishi bilan boradigan reaksiyalar (masalan, o'rin olish reaksiyalari) va С — С bog'lanish uzilishi bilan boradigan reaksiyalar, bunda molekulalar alohida-alohida bo'laklarga bo'linib ketadi (kreking).
Radikallar sekundning ulushlari qadar vaqtda mavjud bo'ladi va hosil bo'lish vaqtida juda aktivdir. Masalan, ular bir-biri bilan oson ta’sirlashib, juftlashmagan elektronlardan yangi kovalent bog'lanish hosil qiladi. Masalan:
H H H H H:C+C:H->H:C:C: H(C2H6); H- + H -> H : H(H2) H H H H
Ular organik moddalarning molekulalari bilan ham reaksiyaga oson kirishib, ularga birikadi yoki ulardan juftlashmagan elektronli •itomni tortib oladi. Natijada yangi radikallar hosil bo'ladi, ular boshqa molekulalar bilan reaksiyaga kirishishi mumkin. Bunga lo'yinmagan birikmalarning radikal polimerlanishi misol bo'la oladi:
R- + • CH, : CH2 R : CH2 : CH2 • R : CH2 : CH2 • + CH2 :: CH2 -> R : CH2 : CH2 : CH2 : CH2
Ikinday zanjir reaksiya davomida mikromolekulalar (16.7 ga q.) hosil bo'ladi, ularning o'sishi zanjir uzilgunga qadar davom etadi, masalan, ikkita radikal birikkanida to'xtaydi.
Ilgari ta ’kidlab o'tilganidek, ko'pchilik muhim kimyoviy jarayonlar — oksidlanish, portlash, to'yinmagan birikmalarning polimerlanishi, neftni krekinglash va b. erkin radikallarning reaksiyalari bilan tushuntiriladi.
Alkanlarning kimyoviy xossalari metan misolida batafsil ko'rib chiqiladi.
Metan molekulasining tuziiishi va xossalari. Metan molekulasining elektron tuziiishi 3.2-§ da ko'rib chiqilgan. Metan molekulasida uglerod atomi sp3- gibridlanish holatida bo'ladi. Uglerod atomi lo'rtta gibrid orbitalining vodorod atomining s-orbitallari bilan birbirini qoplashi natijasida metanning ancha puxta molekulasi hosil bo'ladi. Metan molekulasining elektron tuzilishini.
Metan — rangsiz va hidsiz gaz, havodan yengil, suvda kam eriydi. To'yingan uglevodorodlar yonib, uglerod (IV) oksid bilan suv hosil qiladi. Metan och ko'kish alanga berib yonadi.
CH4 + 2 0 2 -> C 0 2 + 2H2 О
Havo bilan aralashganda (yoki kislorod bilan, ayniqsa hajm iihatdan 1 : 2 nisbatdagisi, bu reaksiya tenglamasidan ham ko'rinib
turibdi) metan portlovchi aralashma hosil qiladi. Shuning uchun u turmushda ham (jo‘mraklar orqali gazning sizib chiqishi), shaxtalarda ham xavflidir. Metan chala yonganida qurum hosil bo‘ladi. Sanoatda qurum shu yo‘l bilan olinadi. Metan katalizatorlar ishtirokida oksidlanganda metil spirt bilan formaldegid olinadi.
Metan qattiq qizdirilganda ushbu tenglama bo'yicha parchalanadi:
CH4 —> С + 2H2
Maxsus konstruksiyali pechlarda metanni oraliq mahsulot — asetilen hosil boMgunga qadar parchalash mumkin:
2CH4 + C 2H2 +3H2
Bunday asetilenning tannarxi kalsiy karbiddan olingan asetilenning tannarxidan deyarli ikki marta kam boMadi.
Metanni suv bug‘i bilan konversiyalash orqali vodorod olinadi.
Metan uchun o‘rin olish reaksiyalari xos. Odatdagi temperaturada yorug'da galogenlar — xlor bilan brom — metan molekulasidan vodorodni asta-sekin (bosqichlar bilan) siqib chiqarib, galogenli hosilalar deyiladigan moddalarni hosil qiladi. Unda xlor atomlari vodorod atomlarining o ‘rnini olib, turli xil birikmalar: CH3CI — xlormetan (metil xlorid), C H2C12 — dixlormetan (metilen xlorid), CHC13 — trixlormetan (xloroform), CC14 — tetraxlormetan (uglerod tetraxlorid) aralashmasini hosil qiladi. Bu aralashmadan har qaysi birikmani ajratib olish mumkin. Xloroform va tetraxlormetan smolalar, yog‘lar, kauchuk va boshqa organik moddalarning erituvchilari sifatida muhim ahamiyatga ega.
Alkanlarning olinishi. Metan tabiatda keng tarqalgan. U tabiiy yonuvchan gazlarning (90—98%) ham, yog‘och, torf, toshko‘mimi quruq haydashda, shuningdek, neftni krekinglashda ajralib chiqadigan sun’iy gazlarning ham asosiy tarkibiy qismi hisoblanadi. Tabiiy gazlar, ayniqsa, neft konlaridan chiqadigan yo‘ldosh gazlar tarkibida metandan tashqari etan, propan, butan va pentan bo‘ladi. M etan botqoqliklar tubidan va konlardagi toshko'm ir qatlamlaridan ajralib chiqadi, bu yerlarda u o‘simliklar qoldiqlaridan havosiz joyda sekin parchalanish natijasida hosil bo'ladi. Shuning uchun metan ko‘pincha botqoqlik gazi yoki kon gazi deyiladi. Laboratoriya sharoitida metan natriy asetat bilan natriy gidroksid aralashmasi qizdirilganda olinadi:
Bu usul sanoat ahamiyatiga ega. Lekin, odatda, tabiiy gazlarning yoki toshko‘mirni kokslashda va neftni qayta ishlashda hosil bo'ladigan gazlarning tarkibidagi metandan foydalaniladi.
M etan singari m etanning gomologlari ham laboratoriya sharoitida tegishli organik kislotalarni ishqorlar bilan birga qizdirish orqali olinadi. Boshqacha usul — Vyurs reaksiyasi, ya’ni monogalogenli hosilalarni natriy metali bilan birga qizdirish, masalan:
C2H5 [B7+T N7 +J r ] C2H5 -> C2H5 - C2H5 + NaBr
Texnikada sintetik benzin (molekulasida 6 — 10 ta uglerod atom i bo‘ladigan uglevodorodlar aralashmasi), olish uchun katalizator kobalt birikmalari ishtirokida va yuqori bosimda uglerod (II) oksid bilan vodoroddan sintez qilish usuli qo‘llaniladi. Jarayonni ushbu tenglama bilan ifodalash mumkin:
nCO + {In + 1)H2 ... 200 °C >C„H2n+2 + «H20
Alkanlarning ishlatilishi. Metanning xossalarini bilgan holda uning ishlatilishi haqida tasaw ur hosil qilish mumkin. Uning ishlatilish sohalari juda turli-tumandir. Issiqlik berish xususiyati kattaligi tufayli metan ko‘p miqdorda yoqilg'i sifatida (turmushda va sanoatda) ishlatiladi. Metandan olinadigan moddalar: vodorod, asetilen, qurum keng ko‘lamda ishlatiladi. Metan formaldegid, metil spirt, shuningdek, turli xil sintetik mahsulotlar olishda boshlang'ich xomashyo sifatida ishlatiladi.