Alkeni su nezasićeni ugljikovodici koji u svojim molekulama sadrže između atoma ugljika jednu ili više dvostrukih veza.
Ugljikovi atomi međusobno mogu ostvarivati jednostruke, dvostruke i trostruke veze. Ako su između ugljikovih atoma sve veze jednostruke, spojevi će pripadati zasićenim alkanima. Spojevi s barem jednom dvostrukom ili trostrukom vezom između ugljikovih atoma pripadaju nezasićenim ugljikovodicima.
Ugljikovodici s jednom ili više dvostrukih veza u građi svoje molekule jesu alkeni. Najmanji alken, prvi član u homolognom nizu alkena, sastavljen je od dvaju atoma ugljika. Opća molekulska formula alkena glasi:
CnH2n
Pri čemu je “n” oznaka za broj atoma ugljika u molekuli.
Sljedeća tablica prikazuje članove homolognog niza jednostavnih alkena, spojeva koji imaju samo jednu dvostruku vezu u molekuli.
Alkene također prikazujemo molekulskom, strukturnom i sažetom strukturnom formulom. Položaj dvostruke veze u molekuli ističe se u imenu što manjim brojem, a dvostruka veza mora biti u sastavu najdužeg lanca ugljika.
Pri crtanju dvostruke veze u molekuli s više od triju ugljikovih atoma vidi se mogućnost pojave strukturnih izomera. Osim mogućnosti različitih položaja nezasićene dvostruke veze, u molekuli može biti i različit raspored ugljikovih atoma u lancu. Položaj dvostruke veze u molekuli važan je jer utječe na svojstva ugljikovodika. Tako će dva ugljikovodika istog broja atoma ugljika i vodika, ali s različitim položajem dvostruke veze, imati različita svojstva.
Osim lančanih alkena također postoje i prstenasti nezasićeni spojevi, cikloalkeni.
Istaknimo da lančani i prstenasti spojevi ugljikovodika nisu međusobno strukturni izomeri jer nemaju jednak broj atoma ugljika i vodika u svojoj strukturi.
Vidjet ćete podudarnost u općim molekulskim formulama alkena i cikloalkana. One su jednake i glase:
CnH2n. Za razliku od opće molekulske formule alkana (CnH2n + 2), ovoj nedostaju dva atoma vodika. Zato se ne može reći je li riječ o alkenu ili cikloalkanu ako je poznata samo moleku lska formula spoja. Naprimjer, molekulska formula C4H8 odgovara butenu i ciklobutanu. Međutim, dvojbe nema ako se koristi strukturna formula.
KARAKTERISTIČNE HEMIJSKE REAKCIJE
Poput zasićenih ugljikovodika, alkana, i nezasićeni su ugljikovodici zapaljivi te pri gorenju oslobađaju veliku količinu toplote. Gorenjem alkena uz dovoljnu količinu kisika nastaju produkti ugljikov(IV) oksid i voda. U reakciji gorenja alkena uz nedovoljnu količinu kisika nastaju ugljikov(II) oksid i voda. Primjer gorenja etena uz dovoljnu količinu kisika možemo prikazati sljedećom jednačinom hemijske reakcije:
C2H4 (g) + 3O2 (g) → 2CO2 (g) + 2H2O (I).
Alkeni su reaktivniji od alkana, a dvostruka veza u molekuli reaktivno je mjesto. Osim već poznate reakcije gorenja (oksidacije) alkena, za ovu skupinu važna je hemijska reakcija adicije.
Adicija je hemijska reakcija dodavanja atoma na ugljikove atome koji ostvaruju dvostruku vezu. Pri tome dvostruka veza između atoma ugljika puca i postaje jednostruka veza. Radi lakšeg uočavanja adicije, jednačine hemijskih reakcija najčešće se pišu sažetim strukturnim formulama.
Primjer: reakcija adicije vodika na molekulu etena.
CH2 = CH2 (g) + H2 (g) → CH3 - CH3 (g)
Adicijom vodika na nezasićeni eten nastaje zasićeni eten.
KAKO MOŽEMO UTVRDITI NEZASIĆENOST UGLJIKOVODIKA?
Nezasićene ugljikovodike od zasićenih možemo razlikovati izvođenjem testne reakcije. Pri tome se koriste karakteristični testni reagensi: bromna voda ili vodena otopina kalijeva permanganata. Reagensi imaju karakterističnu boju, a u dodiru s nezasićenim ugljikovodikom boja reakcijske smjese mijenja se u bezbojnu.
Bromna je voda žute boje, ali ona boja tokom reakcije nestaje jer se bromidni ioni adiraju (vežu) na ugljikove atome koji ostvaruju nezasićenu vezu u molekuli alkena. Pri tome nastaju zasićeni halogenalkani.
Vodena otopina kalijeva permanganata purpurne je boje, ali se ona tokom testne reakcije mijenja. Uz potpunu redukciju permanganatnog iona do Mn2 + iona, reakcijska smjesa postat će bezbojna, a uz nepotpunu redukciju do MnO2, postat će smeđe boje. Dakle, pozitivan rezultat na testni reagens jeste promjena purpurne boje reakcijske smjese.
ETEN
Alkeni su važni organski spojevi jer su mnogi od njih polazne tvari (sirovine) za proizvodnju umjetnih polimera, lijekova, boja i ostalih organskih spojeva. Među njima važno mjesto zauzima eten.
Eten je bezbojan i slatkast plin, svojstvena mirisa. Vrlo je reaktivan, može se zapaliti, a pomiješan sa zrakom stvara eksplozivnu smjesu. Talište etena je pri –169 °C, vrelište je pri –103,7 °C, a gustoća mu iznosi 1,178 kg/m3 pri 15 °C. Kod iste temperature gustoća zraka nešto je veća i iznosi 1,2250 kg/m3 .
Dobivanje etena: