5. Tính chất hóa học

Ở điều kiện thường, các ankan kém hoạt động hóa học, chúng không phản ứng với kiềm đặc, axit đặc và các chất ô xi hóa như kali pecmanganat hay bicromat. Do liên kết C – H không phân cực cho nên sự phân cắt liên kết theo kiểu đồng ly. Vì vậy, phản ứng thế S_R và phản ứng hủy là những phản ứng đặc trưng quan trọng nhất.

5.1. Phản ứng thế

Đây là phản ứng mà các H của ankan được thế dần bởi các tác nhân thế. Quan trọng hơn cả là phản ứng halogen hóa, phản ứng chỉ thực hiện được khi có ánh sáng hoặc ở nhiệt độ cao.

5.1.1. Phản ứng halogen hóa

Phản ứng tổng quát:     R – H   +   X₂   →     R – X   +   HX

Phản ứng theo cơ chế gốc, ví dụ cụ thể như sau: CH₄   +   Cl₂     → CH₃Cl   +   HCl

Giai đoạn khơi mào phản ứng:

Giai đoạn phát triển mạch:

Giai đoạn tắt mạch:

Phản ứng sẽ thay thế dần các nguyên tử H trong CH₄:

Tuy nhiên, ta không thể khống chế sản phẩm của phản ứng, và sẽ thu được hỗn hợp sản phẩm cho dù ta dùng CH₄ nhiều hơn Cl₂ rất nhiều.

Đối với các ankan có nhiều vị trí thế khác nhau, sản phẩm thế tạo thành sẽ ưu tiên thế vào vị trí H của C có bậc cao hơn. (xem lại phần 5.7.3.)

Khả năng phản ứng còn tùy thuộc vào các Halogen, nói chung, F₂ phản ứng quá mạnh có thể gây hủy mạch, I₂ phản ứng rất kém nên thường dùng Cl₂ và Br₂  để tiến hành phản ứng.

5.1.2. Phản ứng nitro hóa

Là phản ứng thế H của ankan bằng gốc ^*NO₂. Phản ứng này cũng giống phản ứng halogen hóa về mặt cơ chế, tuy nhiên, gốc tự do ^*NO₂ xuất hiện do nhiệt độ khoảng 450⁰C.

HNO₃   +   HNO₃            →       2 ^*NO₂    +   H₂O

Phản ứng tiếp tục diễn ra như halogen hóa, phản ứng chung như sau:

R – H    +   HO – NO₂     →     R – NO₂   +   H₂O

(còn nữa)