Un alchene è un tipo di idrocarburo che contiene un doppio legame di carbonio. Gli idrocarburi sono molecole costituite esclusivamente da atomi di idrogeno e carbonio. Negli alcheni, per ogni atomo di carbonio ci sono due atomi di idrogeno, il che si traduce in una formula chimica di CnH2n. Ad esempio, etene e propene, gli alcheni più semplici, hanno formule chimiche rispettivamente di C2H4 e C3H6.
Gli alcheni sono molto simili agli alcani, differendo solo per due elettroni. La maggior parte degli alcheni sono liquidi a temperatura ambiente, sebbene etene, propene e butene siano gas. Tutti gli alcheni sono insolubili in acqua e solubili in solventi organici.
In un alchene, solo una coppia di atomi di carbonio avrà un doppio legame. Gli atomi di qualsiasi molecola sono legati insieme per mezzo di un elettrone condiviso. I doppi legami si verificano quando due elettroni sono condivisi tra atomi.
Ad eccezione dell’etene e del propene, gli alcheni mostrano isomeria strutturale. Gli isomeri strutturali hanno la stessa formula chimica, ma strutture diverse. Gli atomi a legame singolo mostrano una rotazione libera, quindi la forma geometrica di un dato isomero varierà. Ciò che rende distinto un isomero strutturale è il modello di legami, non la forma della molecola.
Ad esempio, but-1-ene e but-2-ene hanno entrambi la formula chimica C4H8. Due di queste molecole di carbonio avranno un doppio legame sia in but-1 che in 2, ma i due atomi di carbonio che hanno legami singoli sono disposti in modo diverso. In but-1, i carboni sono disposti come una catena, il primo carbonio è attaccato al secondo con un doppio legame, che è attaccato al terzo con un singolo legame, che è attaccato al quarto con un singolo legame. In but-2, ogni carbonio a legame singolo è attaccato a un carbonio a doppio legame.
Visivamente, but-1-ene sembra una linea piegata. Sia che la molecola sembri piegarsi verso l’alto o verso il basso o che la curvatura avvenga a sinistra oa destra del doppio legame di carbonio, la molecola è ancora ma-1-ene. Al contrario, il but-2-ene sembra più o meno a forma di U.
Poiché i doppi legami non consentono la rotazione libera, è anche possibile che un alchene abbia isomeri geometrici. Poiché il but-2-ene ha un singolo atomo di carbonio legato su ciascun carbonio a doppio legame, è possibile un isomero geometrico. L’isomero “cis” si verifica quando i carboni a legame singolo si trovano sullo stesso lato della molecola, mentre l’isomero “trans” si verifica quando i carboni a legame singolo si trovano sui lati opposti della molecola.
Gli alcheni reagiscono in modo diverso con molte sostanze. Per questo motivo sono utilizzati in molti settori. La reazione di alcuni alcheni con gli idrogeni può creare margarina, l’aggiunta di acqua ad altri crea determinati alcoli, come l’etanolo, e il collegamento delle molecole tra loro per produrre polimeri produce plastica e Teflon®.