1. Как и все органические вещества алканы горят. Например, метан горит

СН₄ + О₂ → СО₂ + Н₂О (это полное или жесткое окисление, ∆Н = -890 кДж/моль, голубое пламя). С воздухом метан образует взрывоопасные смеси. Это является причиной взрывов в шахтах и жилых домах.

При мягких условиях (пониженная температура, присутствие катализаторов) продуктами окисления могут быть соответствующий спирт, альдегид или кислота. Например, СН₄ + О₂→ СН₃ОН, СН₂О, НСООН

Или С₃Н₈ + О₂ → СО₂ + Н₂О (полное или жесткое окисление, чем больше молекулярная масса, тем ниже температура пламени (светящееся пламя), для высших алканов характерно неполное окисление, т.е. образование СО или сажи (коптящее пламя)). Возможно для алканов и мягкое (каталитическое) окисление, при этом образуются кислородсодержащие вещества: спирты, альдегиды, кислоты.

2) Как и все органические вещества метан при нагревании без доступа воздуха подвергается термическому разложению (крекингу). Крекинг – дегидрирование (отщепление водорода) при высокой температуре.

СН₄ + СН₄ → СН₃-СН₃ + H₂

СН₃-СН₃ → СН₂=СН₂ + H₂

СН₂=СН₂ → СН СН + Н₂

СH CН→ С + Н₂

Или СН₃-СН₂- СН₃ → СН₃-СН=СН₂ + H₂→…→ С + Н₂

Все эти реакции идут с гомолитическим разрывом связи: А:В → А∙ + В∙, где А∙ и В∙ свободные радикалы, т.е. частицы с неспаренным электроном, химически очень активные. В принципе может быть и гетеролитический разрыв связи: А: В → А:^- + В⁺. Но это возможно, если связь полярная или в присутствии катализаторов. Тогда при разрыве связи образуются ионы, или как принято говорить в органике, нуклеофильные и электрофильные частицы.

Многообразие органических соединений, огромное разнообразие электронных структур и конфигураций у этих молекул приводит к большому числу химических превращений, которые трудно сгруппировать в определенную схему. Но большинство реакций можно отнести к одному из трех типов: замещения, присоединения, распада. Только надо помнить, что в органических реакциях вещества «неравноправны». Есть «субстрат» - органическая молекула, большая и ленивая. А есть «реагент» - маленький и активный. Поэтому есть расхождения в понимании некоторых терминов с неорганической химией. Причем для всех этих типов можно выделить определенный алгоритм написания уравнений реакций. Замещение (2→2): в органической молекуле замещается атом или группа атомов, обязательно есть побочный продукт. Присоединение (2→1): к молекуле органического вещества присоединяется молекула реагента, побочных продуктов нет. Отщепление (1→2): от органической молекулы отрывается группа атомов, обычно низкомолекулярное неорганическое вещество.

Реагентов вообще-то не очень много, и названия реакций подскажет нам этого второго участника химической реакции. Например, «гидратация» - в реакции участвует вода. А «галогенирование» -?

Классификация органических реакций

По электронной природе реагента: нуклеофильные электрофильные, свободнорадикальныее, протоннодонорные, окисление…

По изменению числа частиц в ходе реакции: замещения (S), присоединения (A), распада (E) перегруппировки…

По частным признакам: гидратация и дегидратация, гидрирование и дегидрирование,нитрование, изомеризация,окисление или восстановление, полимеризация, пиролиз…