3.14: אנרגיית בעירה: מדד ליציבות באלקאנים וציקלואלקאנים

אלקנים מפגינים תגובתיות נמוכה עקב קשרי σ חזקים שאינם קוטביים C-C ו-C-H.

בעירה של אלקנים בחמצן עודף, בתנאי טמפרטורה גבוהה, נותנת פחמן דו חמצני ומים.

תגובות בעירה מהוות את הבסיס למקורות אנרגיה לחום וחשמל.

האנרגיה המשתחררת במהלך הבעירה – הנקראת חום הבעירה – מסייעת לחזות את היציבות היחסית של אלקנים וציקלואלקנים.

עבור סדרה של אלקנים ישרי שרשרת, התוספת הרציפה של קבוצת CH₂ מגדילה בהדרגה את חום הבעירה בערך ממוצע של 658.5 kJ ^mol-1.

כעת, חשבו על איזומרים שונים של אוקטן העוברים בעירה כדי לייצר שומות זהות של מוצרים וחום בעירה ניסיוני שונה.

לאיזומר ישר השרשרת יש את חום הבעירה השלילי הגבוה ביותר. כמות החום המשתחררת פוחתת באופן שולי עם ההסתעפות, מה שמרמז על כך שהסתעפות מוגברת מפחיתה את האנרגיה הפוטנציאלית ומגדילה את יציבות האיזומר.

בציקלואלקנים, שבהם מספר קבוצות CH₂ מקושרות זו לזו על ידי קשרי C-C, חום הבעירה החזוי הוא "פי n מאנרגיית הבעירה הממוצעת של קבוצת CH₂".

עבור ציקלואלקאנים מתוחים, חום הבעירה בפועל גבוה מעט מהערכים החזויים. ההפרש בין הערך בפועל לערך החזוי נותן למאמץ אנרגיה.

תרשים של אנרגיית מאמץ כפונקציה של גודל הטבעת מראה כי לציקלופרופאן יש מאמץ מרבי עקב דחיסה מוגזמת של זוויות הקשר שלו מ-109.5° עד 60°.

ירידה באנרגיה עבור ציקלובוטאן, ואחריו ציקלופנטאן, היא יחסית לזן הכללי המופחת שלהם, בעוד cyclohexane הוא כמעט ללא זן.

אנרגיות מאמץ מתונות בציקלואלקאנים C7 עד C9 נובעות בעיקר מזנים פיתוליים וסטרים הנובעים מזוויות קשר לא אידיאליות בקונפורמציות שלהם.