Méthane, butane, octane : la famille des hydrocarbures saturés.
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Structure et nomenclature des alcanes
💡 Idée principale : les alcanes sont des hydrocarbures à liaisons simples, de formule générale . Leur nom se construit avec des règles précises.
Étapes résumées
Formule générale : .
Carbone tétraédrique, liaisons simples.
Nom : préfixe selon n + terminaison « -ane ».
Isomères : même formule brute, structures différentes.
Structure des alcanes
1. Des liaisons simples
Chaque carbone forme 4 liaisons simples.
Il est au centre d’un tétraèdre.
La chaîne peut être linéaire, ramifiée ou cyclique.
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2. Les premiers alcanes
n
Nom
Formule
1
méthane
CH₄
2
éthane
C₂H₆
3
propane
C₃H₈
4
butane
C₄H₁₀
5
pentane
C₅H₁₂
3. Comprendre la formule générale
Chaque atome de carbone forme quatre liaisons simples. Dans une chaîne ouverte, les deux carbones des extrémités portent trois hydrogènes et ceux du milieu en portent deux. En comptant, on trouve toujours deux fois plus d’hydrogènes que de carbones, plus deux : c’est la formule . Autour de chaque carbone, les liaisons forment un tétraèdre : la chaîne n’est donc pas droite mais en zigzag.
Nomenclature et isomérie
Nommer un alcane ramifié
1
Chaîne principale
La plus longue chaîne carbonée.
2
Numéroter
Pour donner aux ramifications les plus petits indices.
3
Nommer
Ramifications par ordre alphabétique, puis l’alcane principal.
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Exemple guidé
Énoncé
Nomme .
Solution
Chaîne principale : 4 carbones → butane. Un méthyle sur le carbone 2 : 2-méthylbutane.
4. Isomérie de chaîne
Le butane et le 2-méthylpropane ont la même formule mais des chaînes différentes : ce sont des isomères.
Exploiter la formule brute
Exercice type
Énoncé
Un alcane a une masse molaire de 72 g/mol. Trouve sa formule brute et donne ses isomères. (C = 12 ; H = 1)
Solution
, donc : . Trois isomères : pentane, 2-méthylbutane et 2,2-diméthylpropane.
Les alcanes autour de toi
Méthane
Gaz naturel, biogaz des fosses.
Propane et butane
Bouteilles de gaz domestique.
Octane
Constituant de l’essence.
Alcanes lourds
Paraffine des bougies, vaseline.
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Pièges de nomenclature
On choisit toujours la chaîne carbonée la plus longue, même si elle n’est pas dessinée en ligne droite.
On numérote pour donner aux ramifications les plus petits indices possibles.
À toi de jouer
1. Formule de l’hexane (n = 6) ?
2. Terminaison du nom des alcanes ?
3. Combien d’isomères pour C₄H₁₀ ?
Réponses : C₆H₁₄ · -ane · 2. Le corrigé détaillé et d’autres exercices de ce chapitre sont dans les exercices corrigés.
Erreurs fréquentes
La chaîne principale n’est pas toujours écrite en ligne droite.
Numérote pour avoir les plus petits indices.
Un isomère a la même formule brute.
Méthode
Repère la chaîne la plus longue, numérote, nomme les ramifications, termine par le nom de l’alcane.
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