Un alcène est un type d’hydrocarbure qui contient une double liaison carbone. Les hydrocarbures sont des molécules constituées uniquement d’atomes d’hydrogène et de carbone. Dans les alcènes, pour chaque atome de carbone, il y a deux atomes d’hydrogène, ce qui donne la formule chimique CnH2n. Par exemple, l’éthène et le propène, les alcènes les plus simples, ont respectivement les formules chimiques C2H4 et C3H6.
Les alcènes sont très similaires aux alcanes, ne différant que de deux électrons. La plupart des alcènes sont liquides à température ambiante, bien que l’éthène, le propène et le butène soient des gaz. Tous les alcènes sont insolubles dans l’eau et solubles dans les solvants organiques.
Dans un alcène, une seule paire d’atomes de carbone aura une double liaison. Les atomes de n’importe quelle molécule sont liés entre eux au moyen d’un électron partagé. Les doubles liaisons se produisent lorsque deux électrons sont partagés entre des atomes.
À l’exception de l’éthène et du propène, les alcènes présentent une isomérie structurelle. Les isomères structuraux ont la même formule chimique, mais des structures différentes. Les atomes à liaison simple présentent une rotation libre, de sorte que la forme géométrique d’un isomère donné variera. Ce qui distingue un isomère structurel, c’est le motif des liaisons et non la forme de la molécule.
Par exemple, le but-1-ène et le but-2-ène ont tous deux la formule chimique C4H8. Deux de ces molécules de carbone seront doublement liées dans les deux but-1 et 2, mais les deux atomes de carbone qui ont des liaisons simples sont disposés différemment. En but-1, les carbones sont disposés comme une chaîne, le premier carbone est attaché au deuxième avec une double liaison, qui est attaché au troisième avec une simple liaison, qui est attaché au quatrième avec une simple liaison. Dans but-2, chaque carbone à liaison simple est attaché à un carbone à double liaison.
Visuellement, le but-1-ene ressemble à une ligne courbée. Que la molécule semble se plier vers le haut ou vers le bas ou que la courbure se produise à gauche ou à droite de la double liaison carbonée, la molécule est toujours du but-1-ène. Inversement, le but-2-ène ressemble à peu près à la forme d’un U.
Étant donné que les doubles liaisons ne permettent pas une rotation libre, il est également possible qu’un alcène ait des isomères géométriques. Étant donné que le but-2-ène a un atome de carbone à liaison simple sur chaque carbone à double liaison, un isomère géométrique est possible. L’isomère « cis » se produit lorsque les carbones à liaison simple sont du même côté de la molécule, tandis que l’isomère « trans » se produit lorsque les carbones à liaison simple sont sur les côtés opposés de la molécule.
Les alcènes réagissent différemment avec de nombreuses substances. Pour cette raison, ils sont utilisés dans de nombreuses industries. La réaction de certains alcènes avec des hydrogènes peut créer de la margarine, l’ajout d’eau à d’autres crée certains alcools, tels que l’éthanol, et la liaison des molécules entre elles pour fabriquer des polymères produit des plastiques et du Teflon®.