Ein Alken ist ein Kohlenwasserstofftyp, der eine Kohlenstoffdoppelbindung enthält. Kohlenwasserstoffe sind Moleküle, die ausschließlich aus Wasserstoff- und Kohlenstoffatomen bestehen. In Alkenen gibt es für jedes Kohlenstoffatom zwei Wasserstoffatome, was die chemische Formel CnH2n ergibt. Ethen und Propen, die einfachsten Alkene, haben beispielsweise die chemischen Formeln C2H4 bzw. C3H6.
Alkene sind den Alkanen sehr ähnlich und unterscheiden sich nur durch zwei Elektronen. Die meisten Alkene sind bei Raumtemperatur flüssig, Ethen, Propen und Buten sind jedoch Gase. Alle Alkene sind in Wasser unlöslich und in organischen Lösungsmitteln löslich.
In einem Alken hat nur ein Paar Kohlenstoffatome eine Doppelbindung. Atome eines beliebigen Moleküls sind durch ein gemeinsames Elektron miteinander verbunden. Doppelbindungen treten auf, wenn zwei Elektronen zwischen Atomen geteilt werden.
Mit Ausnahme von Ethen und Propen weisen Alkene Strukturisomerie auf. Strukturisomere haben die gleiche chemische Formel, aber unterschiedliche Strukturen. Einfachgebundene Atome weisen eine freie Rotation auf, sodass die geometrische Form eines gegebenen Isomers variiert. Was ein Strukturisomer unterscheidet, ist das Bindungsmuster, nicht die Form des Moleküls.
Zum Beispiel haben But-1-en und But-2-en beide die chemische Formel C4H8. Zwei dieser Kohlenstoffmoleküle sind sowohl in But-1 als auch in 2 doppelt gebunden, aber die beiden Kohlenstoffatome mit Einfachbindungen sind unterschiedlich angeordnet. In But-1 sind die Kohlenstoffe kettenförmig angeordnet, der erste Kohlenstoff ist mit einer Doppelbindung an den zweiten gebunden, der dritte mit einer Einfachbindung, der am vierten mit einer Einfachbindung. In But-2 ist jeder einfach gebundene Kohlenstoff an einen doppelt gebundenen Kohlenstoff gebunden.
Optisch sieht But-1-ene wie eine gebogene Linie aus. Ob das Molekül sich nach oben oder unten zu biegen scheint oder die Biegung nach links oder rechts von der Kohlenstoffdoppelbindung erfolgt, das Molekül ist immer noch But-1-en. Umgekehrt sieht But-2-en ungefähr U-förmig aus.
Da Doppelbindungen keine freie Rotation erlauben, kann ein Alken auch geometrische Isomere aufweisen. Da But-2-en an jedem doppelt gebundenen Kohlenstoff ein einfach gebundenes Kohlenstoffatom aufweist, ist ein geometrisches Isomer möglich. Das „cis“-Isomer tritt auf, wenn sich die einfach gebundenen Kohlenstoffe auf derselben Seite des Moleküls befinden, während das „trans“-Isomer auftritt, wenn sich die einfach gebundenen Kohlenstoffe auf gegenüberliegenden Seiten des Moleküls befinden.
Alkene reagieren mit vielen Stoffen unterschiedlich. Aus diesem Grund werden sie in vielen Branchen eingesetzt. Durch die Reaktion einiger Alkene mit Wasserstoffen kann Margarine entstehen, durch die Zugabe von Wasser zu anderen entstehen bestimmte Alkohole wie Ethanol, und die Verknüpfung der Moleküle zu Polymeren führt zu Kunststoffen und Teflon®.