Непредельные углеводороды - это углеводороды, содержащие кратные связи в углеродном скелете молекулы.
Кратными называются двойные и тройные связи.
К непредельным углеводородам относятся алкены, алкины, алкадиены и другие углеводороды с кратными связями в молекуле.
| Класс: | Алкены | Алкины | Алкадиены |
| Общая формула: | CnH2n | CnH2n-2 | CnH2n-2 |
| Типы связи: | Двойная (σ,π-) | Одна тройная связь | Две двойные |
| Тип гибридизации | sр2 | sр1 | sр2 |
| Примеры | CH2=CH2 этен (этилен) | СН≡CH этин (ацетилен) | CH2=C=CH2 пропадиен |
| Примеры гомологов: | CH2=CH—CH3 пропен CH2=CH—CH2—CH3 бутен-1 | CH≡C-CH3 пропин CH≡C—CH2—CH3бутин-1 | CH2=C=CH—CH3бутадиен-1,3 |
Алкены – непредельные или ненасыщенные УВ, которые содержат одну двойную связь. Их характеристики: 1) общая формула СnH2n; 2) атомы углерода при кратной связи находятся в состоянии sp 2 -гибридизации, угол между связями C–C 120°, длина связи С = С равна 0,134 нм; 3) химически активны, для них характерны реакции электрофильного и радикального присоединения, полимеризации.
Гомологический ряд: С2Н4 – этен, С3Н6 – пропен, СН3СН2СН=СН2 бутен-1 и т.д.
Изомерия: 1) углеродного скелета; 2) положения кратной связи; 3) пространственная (цис-транс) изомерия; 4) межклассовая (изомерны циклоалканам); 5) оптическая.
Физические свойства. При обычных условиях С2Н4...С4Н8 – газы, С5Н10…C16H32 – жидкости, с С17Н34 – твердые вещества. Не растворяются в воде.
Химические свойства. π-Связь менее прочная, чем σ-связь. Она легко разрушается под воздействием различных реагентов, поэтому алкены обладают большей реакционной способностью, чем алканы. Освободившиеся в результате разрыва π- связи валентности углеродных атомов используются для присоединения атомов или групп атомов молекулы реагента.
I. Реакции присоединения (AE).
1. Гидрирование (образуются алканы):
2. Галогенирование (образуются дигалогенпроизводные):
2,3-дибромбутан
Под действием света и повышенной температуре или в присутствии пероксидов галогенирование может носить радикальный характер (AR).
Реакция с бромной водой является качественной реакцией на все непредельные углеводороды, в том числе на алкены.
3. Гидрогалогенирование (образуются моногалогеналканы):
Присоединение галогеноводородов к несимметричным алкенам происходит по правилу В. В. Марковникова: при присоединении веществ типа НХ (X = Hal, НОН и т. д.) к несимметричным алкенам атом водорода присоединяется к наиболее гидрогенизированному (связанному с большим числом атомов водорода) атому углерода при двойной связи.
При наличии в молекулах непредельных углеводородов заместителей, проявляющих значительный электроноакцепторный эффект, и в присутствии пероксидов реакция идет против правила Марковникова.
4. Гидратация (образуются спирты). Протекает согласно правилу Марковникова:
II. Реакции окисления.
1. Полное окисление (избыток O2):
2. Неполное окисление (недостаток О2):
; 
3. Неполное каталитическое окисление в присутствии О2 (образуются эпоксиды):
4. Неполное окисление под действием окислителей типа КМnО4, К2Сr2О7 (образуются двухатомные спирты).
этандиол–1,2
Реакция с КМnO4(реакция Е.Е. Вагнера) является качественной на непредельные УВ, в том числе на алкены.
III. Реакции полимеризации
Полимеризацией называется процесс соединения одинаковых молекул (мономеров), протекающий за счет разрыва кратных связей, с образованием высокомолекулярного соединения (полимера).
где n –степень полимеризации (число молекул мономера).
Получение алкенов. В природе алкены встречаются редко. Основным промышленным источником алкенов служит термический крекинг алканов, входящих в состав нефти:
1. Крекинг алканов:
2. Дегидрирование алканов:
3. Гидрирование алкинов:
В лаборатории:
1. Дегидратация спиртов (t0=170°С, Кt: H2SO4, Н3РO4, А12O3, ZnCl2):
При дегидратации спиртов атом водорода отщепляется от атома углерода, связанного с наименьшим числом атомов водорода (правило Зайцева).
2. Дегидрогалогенирование моногалогеналканов действием твердой щелочи или ее спиртового раствора. Происходит по правилу Зайцева:
3. Дегалогенирование дигалогеналканов с атомами галогена у соседних атомов «С» действием Zn или Mg:
Применение алкенов
Алкены широко используются в промышленности в качестве исходных веществ для получения растворителей (спирты, дихлорэтан, эфиров, гликолей и пр.), полимеров (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид, полиизобутилен и др.), а также многих других важнейших продуктов.
