Alkane sind prinzipiell eher inert (reaktionsträge) und reagieren daher nur mit sehr wenigen Elementen. Dazu gehören Sauerstoff und Halogene.
Bei der Reaktion mit Sauerstoff (Verbrennung) entstehen immer Wasser und Kohlenstoffdioxid. Nur wenn nicht genug Sauerstoff vorhanden ist, können Nebenprodukte wie Kohlenstoffmonoxid, Ruß (elementarer Kohlenstoff) oder auch Alkene entstehen.
Die radikalische Substitution tritt vermehrt bei Alkanen auf, ist aber auch eine wichtige Grundlage, um das Prinzip von Reaktionsmechanismen besser zu verstehen.
Eine Substitution („Austausch“) bedeutet immer, dass ein Atom (oder eine Atomgruppe) in einem Molekül durch ein anderes ersetzt wird.
Im Falle der Alkane wird oft ein Wasserstoffatom durch ein Halogenatom ausgetauscht. Bei diesem Mechanismus wird von einer Kettenreaktion gesprochen, da bei jedem Teilschritt erneut Reaktionspartner gebildet werden, die wiederum weiterreagieren. Diese Kettenreaktion wird erst unterbrochen, wenn es zu einer Abbruchreaktion mit Radikalen kommt.
Der Ablauf einer radikalischen Substitution kann in 3 Schritte unterteilt werden.