Was sind Alkene?
Ein Alken ist ein Kohlenwasserstofftyp, der eine Doppelkohlenstoffbindung enthält. Kohlenwasserstoffe sind Moleküle, die ausschließlich aus Wasserstoff und Kohlenstoffatomen bestehen. In Alkenen gibt es für jedes Kohlenstoffatom zwei Wasserstoffatome, was zu einer chemischen Formel von C n H 2n führt . Beispielsweise haben Ethen und Propen, die einfachsten Alkene, chemische Formeln von C 2 H 4 bzw. C 3 H 6 .
Alkene sind Alkanen sehr ähnlich und unterscheiden sich nur durch zwei Elektronen. Die meisten Alkene sind bei Raumtemperatur Flüssigkeiten, obwohl Ethen, Propen und Buten Gase sind. Alle Alkene sind wasserunlöslich und in organischen Lösungsmitteln löslich.
In einem Alken hat nur ein Paar Kohlenstoffatome eine Doppelbindung. Atome eines Moleküls werden durch ein gemeinsames Elektron miteinander verbunden. Doppelbindungen entstehen, wenn zwei Elektronen zwischen Atomen geteilt werden.
Mit Ausnahme von Ethen und Propen weisen Alkene eine Strukturisomerie auf. Strukturisomere haben die gleiche chemische Formel, aber unterschiedliche Strukturen. Einfach gebundene Atome weisen eine freie Rotation auf, sodass die geometrische Form eines bestimmten Isomers variiert. Was ein Strukturisomer auszeichnet, ist das Bindungsmuster, nicht die Form des Moleküls.
Beispielsweise haben But-1-en und But-2-en beide die chemische Formel C 4 H 8 . Zwei dieser Kohlenstoffmoleküle sind sowohl in BUT-1 als auch in BUT-2 doppelt gebunden, aber die zwei Kohlenstoffatome, die Einfachbindungen aufweisen, sind unterschiedlich angeordnet. In But-1 sind die Kohlenstoffe wie eine Kette angeordnet, der erste Kohlenstoff ist mit einer Doppelbindung an den zweiten gebunden, der mit einer Einfachbindung an den dritten gebunden ist, der mit einer Einfachbindung an den vierten gebunden ist. In But-2 ist jeder einfach gebundene Kohlenstoff an einen doppelt gebundenen Kohlenstoff gebunden.
Optisch sieht But-1-en wie eine gebogene Linie aus. Ob sich das Molekül nach oben oder unten zu biegen scheint oder die Biegung links oder rechts von der Doppelkohlenstoffbindung auftritt, 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 Buten-2 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, wohingegen das "trans" -Isomer auftritt, wenn sich die einfach gebundenen Kohlenstoffe auf gegenüberliegenden Seiten des Moleküls befinden.
Alkene reagieren bei vielen Substanzen unterschiedlich. Aus diesem Grund werden sie in vielen Branchen eingesetzt. Bei der Reaktion einiger Alkene mit Wasserstoff kann Margarine entstehen, bei der Zugabe von Wasser zu anderen entstehen bestimmte Alkohole wie Ethanol, und bei der Verknüpfung der Moleküle zu Polymeren entstehen Kunststoffe und Teflon®.