▸ 2.1. Alkane KHÔNG phân nhánh

Tên theo danh pháp thay thế: Phần nền (chỉ số nguyên tử carbon) + ane

Số C	Công thức	Phần nền	Tên alkane
1	$\text{CH}_4$	meth-	methane
2	$\text{CH}_3\text{CH}_3$	eth-	ethane
3	$\text{CH}_3\text{CH}_2\text{CH}_3$	prop-	propane
4	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_2\text{CH}_3$	but-	butane
5	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_3\text{CH}_3$	pent-	pentane
6	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_4\text{CH}_3$	hex-	hexane
7	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_5\text{CH}_3$	hept-	heptane
8	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_6\text{CH}_3$	oct-	octane
9	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_7\text{CH}_3$	non-	nonane
10	$\text{CH}_3[\text{CH}_2]_8\text{CH}_3$	dec-	decane

▸ 2.2. Alkane MẠCH NHÁNH

Alkane	Gốc alkyl	Tên gốc
$\text{CH}_4$ (methane)	$\text{CH}_3-$	methyl
$\text{C}_2\text{H}_6$ (ethane)	$\text{C}_2\text{H}_5-$	ethyl
$\text{C}_3\text{H}_8$ (propane)	$\text{C}_3\text{H}_7-$	propyl

▸ Quy tắc gọi tên

Quy tắc	Nội dung
Chọn mạch chính	Dài nhất, có nhiều nhánh nhất
Đánh số	Đánh số nguyên tử C mạch chính sao cho nhánh có số chỉ vị trí nhỏ nhất
Viết tên	Dùng chữ số (1, 2, 3,...) và gạch nối (–) để chỉ vị trí; nhóm cuối viết liền với tên mạch chính
Nhiều nhánh giống nhau	Dùng di- (2), tri- (3), tetra- (4)... ; tên nhánh khác nhau viết theo thứ tự bảng chữ cái

Bậc	Định nghĩa	Ví dụ trong phân tử
Bậc I	C liên kết với 1C khác	C đầu mạch ($\text{CH}_3-$)
Bậc II	C liên kết với 2C khác	C giữa mạch thẳng ($-\text{CH}_2-$)
Bậc III	C liên kết với 3C khác	C tại chỗ phân nhánh
Bậc IV	C liên kết với 4C khác	C trung tâm trong neopentane $(\text{CH}_3)_4\text{C}$

▸ Số đồng phân cấu tạo của một số alkane

Công thức	Số đồng phân	Ghi chú
$\text{CH}_4$ – $\text{C}_3\text{H}_8$	1	Không có đồng phân
$\text{C}_4\text{H}_{10}$	2	butane, 2-methylpropane (isobutane)
$\text{C}_5\text{H}_{12}$	3	pentane, 2-methylbutane (isopentane), 2,2-dimethylpropane (neopentane)
$\text{C}_6\text{H}_{14}$	5	—

▸ Bảng tính chất vật lí của 10 alkane đầu dãy

Alkane	t° nóng chảy (°C)	t° sôi (°C)	d (g/cm³, 20°C)
methane	-182,5	-161,5	–
ethane	-183,3	-88,6	–
propane	-187,7	-42,1	0,501
butane	-138,3	-0,5	0,579
pentane	-129,7	36,1	0,626
hexane	-95,3	68,7	0,659
heptane	-90,6	98,4	0,684
octane	-56,8	125,7	0,703
nonane	-53,6	150,8	0,718
decane	-29,7	174,0	0,730

▸ Quy luật biến đổi

Tính chất	Đặc điểm
Trạng thái	C₁ – C₄ và neopentane: khí. C₅ – C₁₇ (trừ neopentane): lỏng, không màu. Từ C₁₈ trở lên: rắn màu trắng (sáp paraffin)
Nhiệt độ sôi	Tăng dần theo phân tử khối (mạch carbon càng dài → t°s càng cao)
Đồng phân	Alkane mạch nhánh có nhiệt độ sôi thấp hơn đồng phân mạch không phân nhánh
Tính tan	Không tan hoặc tan rất ít trong nước, nhẹ hơn nước, tan tốt trong các dung môi hữu cơ

▸ 5.1. Phản ứng THẾ HALOGEN

Điều kiện: ánh sáng (hυ) hoặc đun nóng. Trong bóng tối ở nhiệt độ thường, phản ứng không xảy ra.

Ví dụ — Methane + Cl₂:

Phản ứng thế có thể tiếp tục:

Ví dụ — Propane + Cl₂: Thu được hỗn hợp hai sản phẩm thế monohalogen:

(2-chloropropane)     (1-chloropropane)

▸ 5.2. Phản ứng CRACKING

Định nghĩa: Cracking là quá trình phân cắt liên kết C–C (bẻ gãy mạch carbon) của các alkane mạch dài để tạo thành hỗn hợp các hydrocarbon mạch ngắn hơn.

Điều kiện: nhiệt độ cao, thường có xúc tác.

Ứng dụng: công nghiệp lọc dầu.

▸ 5.3. Phản ứng REFORMING

Định nghĩa: Reforming là quá trình chuyển các alkane mạch không phân nhánh thành các alkane mạch phân nhánh và hydrocarbon mạch vòng nhưng không làm thay đổi số nguyên tử carbon trong phân tử.

Đặc điểm: bao gồm 2 quá trình — đồng phân hóa (isomer hóa) và arene hóa (thơm hóa); thường thực hiện với các alkane từ C₅ đến C₁₁.

Ứng dụng	Mục đích
Tăng chỉ số octane của xăng	Xăng cháy đều, ít gây nổ kích nổ
Sản xuất các arene (benzene, toluene, xylene — BTX)	Nguyên liệu công nghiệp tổng hợp hữu cơ

▸ 5.4. Phản ứng OXI HÓA

(a) Oxi hóa hoàn toàn (phản ứng cháy):

Ví dụ:

Phản ứng cháy của alkane tỏa nhiều nhiệt → cung cấp năng lượng cho đun nấu, sưởi ấm, công nghiệp.

(b) Oxi hóa không hoàn toàn:

Ở nhiệt độ cao, có xúc tác, alkane bị oxi hóa cắt mạch C bởi O₂ tạo hỗn hợp carboxylic acid:

▸ 6.1. Ứng dụng của alkane

Loại alkane	Ứng dụng
Khí thiên nhiên, khí dầu mỏ	Nhiên liệu sạch; sản xuất phân bón urea, hydrogen, ammonia
LPG ($\text{C}_3\text{H}_8$, $\text{C}_4\text{H}_{10}$)	Khí đốt sinh hoạt
Alkane lỏng	Xăng, diesel, nhiên liệu phản lực (jet fuel)
C₆, C₇, C₈	Sản xuất benzene, toluene, xylene (BTX)
C₁₁ – C₂₀ (vaseline)	Kem dưỡng da, sáp nẻ, thuốc mỡ
C₂₀ – C₃₅ (paraffin)	Làm nến, sáp

▸ 6.2. Điều chế alkane

Trạng thái	Nguồn / Phương pháp
Alkane khí	Lấy từ khí thiên nhiên (LNG) và khí dầu mỏ (LPG)
Alkane lỏng, rắn	Chưng cất dầu mỏ → hỗn hợp alkane có chiều dài mạch khác nhau ở các phân đoạn sôi khác nhau

▸ 6.3. Ô nhiễm không khí do phương tiện giao thông

Chất gây ô nhiễm	Nguồn gốc
$\text{CO}_2$	Sản phẩm cháy hoàn toàn → gây hiệu ứng nhà kính
CO, VOCs, bụi đen (PM)	Cháy không hoàn toàn, thiếu oxygen
$\text{SO}_x$ (SO₂, SO₃)	Nhiên liệu chứa tạp chất sulfur bị oxi hóa
$\text{NO}_x$ (NO, NO₂)	Phản ứng giữa $\text{N}_2$ và $\text{O}_2$ trong không khí ở nhiệt độ cao (trong động cơ)

▸ Biện pháp hạn chế ô nhiễm

• Sử dụng nhiên liệu cháy sạch (tiêu chuẩn EURO 4, EURO 5).
• Sử dụng nhiên liệu sinh học: xăng pha ethanol (E5, E10), biodiesel.
• Dùng phương tiện tiết kiệm năng lượng; chuyển đổi sang động cơ điện.

▸ Bảng tổng kết kiến thức trọng tâm

Nội dung	Kiến thức trọng tâm
Khái niệm	Hydrocarbon no, mạch hở, chỉ chứa liên kết σ (C–C và C–H)
Công thức chung	$\text{C}_n\text{H}_{2n+2}$ (n ≥ 1)
Cấu tạo	Liên kết σ bền, kém phân cực → trơ ở điều kiện thường
Tính chất vật lí	t°s tăng theo M; không tan trong nước; nhẹ hơn nước
Thế halogen	Với Cl₂, Br₂ khi có hυ hoặc đun nóng
Cracking	Bẻ gãy C–C → hydrocarbon mạch ngắn hơn
Reforming	Mạch thẳng → mạch nhánh / mạch vòng (giữ nguyên số C)
Phản ứng cháy	$n_{\text{H}_2\text{O}} > n_{\text{CO}_2}$ (đặc điểm nhận biết)
Điều chế	Khí thiên nhiên, khí dầu mỏ, chưng cất dầu mỏ

▸ Sai lầm thường gặp