Węglowodory nienasycone charakteryzują się udziałem wiązań podwójnych lub potrójnych między sąsiadującymi ze sobą atomami węgla. I właśnie obecność wiązań podwójnych i potrójnych nadaje tej grupie węglowodorów charakter nienasycony, co objawia się zdolnością przyłączania w miejscu występowania wiązań nienasyconych innych atomów lub grup grup atomów. Najprostszymi przykładami węglowodorów nienasyconych są cząsteczki z dwoma atomami węgla.

Węglowodory w których cząsteczki węglowodorów zawierają wiązanie podwójne pomiędzy dwoma atomami węgla i wiązania pojedyńcze między pozostałymi atomami nazywane są alkenami, natomiast węglowodory z wiązaniem potrójnym nazywane są alkinami.

Alkeny

Alkeny, nazywane często tradycyjnie olefinami, zawierają
w cząsteczce jedno wiązanie podwójne między dwoma atomami węgla. Najprostszym alkenem jest eten (etylen), w którego cząsteczce znajdują się się dwa atomy węgla.

CH₂=CH₂

Alkenami są również.

CH₂=CH-CH₃    - propen

CH₂=CH-CH₂-CH₃    - but-1-en

CH₂=CH-CH₂-CH₂-CH₃    - pent-1-en

Prosta analiza wzorów cząsteczek alkenów (etenu C₂H₄, propylenu C₃H₆, butenu C₄H₈) wskazuje, że tworzą one szereg homologiczny
o ogólnym wzorze;

C_nH_2n    (n = 2, 3, ....,, N)

Szereg homologiczny alkenów

Wzór ogólny - CnH2n
Wzór	Nazwa alkenu	Nazwa odpowiedniego alkanu
C2H4	Eten	Etan
C3H6	Propen	Propan
C4H8	Buten	Butan
C5H10	Penten	Pentan
C6H12	Heksen	Heksan
C7H14	Hepten	Heptan
C8H16	Okten	Oktan
C9H18	Nonen	Nonan
C10H20	Deken	Dekan

Nazwy alkenów wyprowadzamy z nazwy odpowiedniego alkanu zamieniając końcówkę -an na -en (patrz tabela). Podane w tabeli nazwy alkenów nie są ścisłe, ponieważ podobnie jak
w alkanach występuje tutaj zjawisko izomerii związane z położeniem wiązania podwójnego w łańcuchu węglowym. Izomerów nie posiadają pierwsze dwa alkeny, tj eten i propen. W alkenach izomery różnią się:

położeniem wiązania podwójnego i budową szkieletu węglowego

Przykład

Dla odróżnienia izomerów w nazwie alkenu należy podawać położenie wiązania podwójnego i położenie podstawników.

Nazewnictwo alkenów

Nazwy alkenów określa się zgodnie z następującymi zasadami:

jako strukturę podstawową wybiera się najdłuższy ciągły łańcuch, który zawiera wiązanie nienasycone

położenie wiązania nienasyconego w podstawowym łańcuchu oznacza się pisząc cyfrę arabską za rdzeniem nazwy przed końcówką charakteryzującą rodzaj wiązań. Numerację łańcucha rozpoczyna się od tego końca, bliżej którego znajduje się wiązanie nienasycone.

położenie grup alkilowych przyłączonych do łańcucha podstawowego oznacza się odpowiednimi cyframi arabskimi

Przykłady

pent-2-en

3,4-dimetylopent-2-en

Obok nazw systematycznych spotyka się nazwy zwyczajowe
z końcówką -ylen dla ALKENÓW

H₂C=CH₂ eten, etylen
H₂C=CH-CH₂-CH₃ but-1-en, butylen

Nazwy rodników pochodnych alkenów tworzy się przez dodanie końcówki -yl do nazwy weglowodoru ALKENYL.

H₂C=CH- etenyl (zwyczajowo winyl)
H₂C=CH-CH₂- prop-2-enyl, allil

Właściwości fizyczne i chemiczne alkenów

Właściwości fizyczne alkenów są jakościowo podobne do właściwości alkanów. Natomiast właściwości chemiczne alkenów odbiegają od właściwości chemicznych alkanów.

Charakterystyczną reakcją dla alkenów jest reakcja przyłączania

Obecność podwójnego wiązania w cząsteczce alkenów powoduje dużo większą aktywność chemiczną w porównaniu z alkanami. Na przykład chlor, brom i jod w zwykłych warunkach nie reagują
z alkanami, natomiast łatwo reagują z etylenem; mieszanina chloru
z etylenem reaguje już w temperaturze pokojowej w ciemności,
a wybuchowo pod wpływem światła, tworząc dichloroetan, C₂H₄Cl₂

C₂H₄ + Cl₂ ---> C₂H₄Cl₂

Podczas tej reakcji podwójne wiązanie między dwoma atomami wegla przekształca się w pojedyńcze, a pojedyńcze wiązanie między dwoma atomami chloru ulega rozerwaniu; tworzą się natomiast wiązania pojedyńcze między atomem chloru i atomem węgla.

Mechanizm reakcji przyłączania

Reakcja przyłączania jest to reakcja, w wyniku której cząsteczka przyłącza się do innej cząsteczki zawierającej wiązanie podwójne, przekształcając to wiązanie w pojedyńcze.

Z najważniejszych reakcji przyłączania należy wymienić:

reakcję z wodą bromową (brom Br₂ rozpuszczony w wodzie). Powstaje C₂H₄Br₂ a reakcji towarzyszy zanik brunatnego (charakterystycznego dla bromu) zabarwienia roztworu. Mechanizm reakcji jest dokładnie taki sam jak napisany wcześciej przykład
z chlorem.

C₂H₄ + Br₂ ---> C₂H₄Br₂

uwodornienie. W obecności katalizatorów i podwyższonej temperaturze wszystkie alkeny można uwodornić do alkanów.

C₂H₄ + H₂ ---> C₂H₆

przyłączanie fluorowcowodorów.

CH₃-CH=CH₂ + HCl ---> CH₃-CHCl-CH₃

przyłączanie wody - w reakcji otrzymujemy alkohol

C₂H₄ + H₂O ---> C₂H₅OH

Alkeny podobnie jak alkany spalają się w obecności tlenu.

Spalanie przy pełnym dostępie tlenu

C₂H₄ + 3O₂ ---> 2CO₂ + 2H₂O

Produktem reakcji jest dwutlenek węgla i woda.

Spalanie przy ograniczonym dostępie tlenu

C₂H₄ + 2O₂ ---> 2CO + 2H₂O

C₂H₄ + O₂ ---> 2C + 2H₂O

Produktem reakcji jest tlenek węgla (czad) lub sadza.

Ważne pojęcia

Reakcja przyłączania - jest to reakcja, w wyniku której cząsteczka przyłącza się do innej cząsteczki zawierającej wiązanie podwójne, przekształcając to wiązanie w pojedyncze.

---