Непредельные углеводороды содержат одну или несколько кратных углерод-углеродных связей. Соединения с од­ной двойной связью в молекуле — алкены (олефины). Подобно алканам, они образуют гомологический ряд, простейший представитель которо­го — этилен С₂Н₄ (этен).

Помимо изомерии углеродного скелета для алкенов возможна изоме­рия положения кратной связи и гео­метрическая цис-транс-изомерия (см. статью «Почему их так много?»).

Горение парафиновой свечи.

Двойная связь в алкенах состоит из прочной s-связи и более диффуз­ной (размытой) p-связи, открытой для многих атак. В целом кратная связь представляет собой область по­вышенной электронной плотности, которая доступна для частиц с пол­ным или частичным положительным зарядом — электрофилов (от греч. «электрон» и «филос» — «любящий»). Именно этим объясняется высокая реакционная способность алкенов: они легко вступают в реакции присо­единения по кратной связи, протека­ющие по ионному (электрофильному) механизму. Так, молекула Вr₂, приближаясь к системе p-электронов этилена, поляризуется: в ней про­исходит частичное разделение заря­дов Br^d+— Br^d-, при этом связь между атомами брома в молекуле ослабляет­ся. Атом брома, несущий частичный положительный заряд, присоединяет­ся к молекуле этилена. В результате возникает положительно заряжен­ный карбониевый ион (карбокатион), который затем вступает в реакцию с анионом Вr^- с образованием 1,2-дибромэтана:

Правило Марковникова объясняет­ся механизмом реакции: из двух карбокатионов, которые могут образоваться на первой стадии процесса — вторичного СН₃—СН⁺—СН₃ и пер­вичного СН₃—СН₂—СН₂⁺, наиболее устойчивым будет вторичный. Это вы­звано тем, что в нём в частичной компенсации положительного заряда участвуют две алкильные группы, а не одна. Однако при наличии в алкене электроноакцепторного замести­теля (функциональной группы, оття­гивающей на себя электронную плотность) более стабильным оказы­вается первичный карбокатион, и пра­вило Марковникова не выполняется:

Это так называемое антимарковниковское присоединение.

В присутствии пероксидов или на свету бромоводород всегда присоеди­няется к алкенам против правила Марковникова — по радикальному, а не ионному механизму.

При нагревании в газовой фазе, а также на свету взаимодействовать с алкенами по радикальному механиз­му, не затрагивая двойную связь, мо­гут хлор и бром:

Строение молекулы этилена.



Cuстема s- и p-связей в молекуле этилена.



н-Октен, н-нонен, н-ундецен.

*Общая формула гомоло­гического ряда алкенов: С_nН_2n Низшие алкены (этилен, пропилен, бутены) при комнатной температуре — газы, начиная с пентенов — жидкости, а высшие алкены — твёрдые вещества.

**Современные номенкла­турные наименования алкенов должны звучать так: этен, пропен, бутен и т. д. Однако для С₂Н₄ и С₃Н₆ сохранены их традици­онные названия — этилен и пропилен.

  

Эту реакцию подробно исследовал русский химик Михаил Дмитриевич Львов (1848—1899).

Простейшие алкены — ценное хи­мическое сырьё. Окислением этиле­на получают уксусный альдегид:

и уксусную кислоту:

а его гидратацией — этиловый спирт:

Было установлено, что этилен ус­коряет созревание плодов, именно поэтому он часто используется в те­плицах и овощехранилищах. Боль­шие объёмы этилена и пропилена расходуются на производство поли­мерных материалов, таких как поли­этилен и полипропилен.