U skupinu nezasićenih ugljikovodika spadaju alkeni, cikloalkeni, alkini i areni.
Alkeni
Alkeni u strukturi molekule imaju jednu ili više dvostrukih veza između ugljikovih atoma. Opća formula alkena je CnH2n.
Sustavno ime nerazgranatog alkena dobiva se na način da se korijenu imena dodaje nastavak –en uz označavanje broja C atoma na kojem se nalazi dvostruka veza.
Nomenklatura razgranatih alkena je vrlo slična nomenklaturi alkana gdje je glavni lanac onaj najdulji koji sadrži dvostruku vezu, a numerira se tako da dvostruka veza dobije što niži broj. Prilikom imenovanja alkena važno je u naziv staviti broj ispred nastavka kako bi se označilo na kojem C-atomu se nalazi dvostruka veza. Ukoliko u lancu postoji više dvostrukih veza, nastavku –en dodaje se prefiks (di-, tri-...).
Kako smo imenovali prikazani organski spoj? Numeriranje alkena krećemo s lijeve strane jer je s lijeve strane dvostruka veza na nižem broju C-atoma (višestruke veze imaju prednost nad supstituentima). Imamo jedan metilni supstituent na četvrtom C-atomu.
Kod cikloalkena numeriranje kreće od onog C-atoma na kojem se nalazi dvostruka veza.
Ako i kod alkana, kod alkena također postoje strukturni izomeri. Na primjeru but-1-ena prikazani su njegovi strukturni izomeri.
Kako oko dvostruke veze u molekuli nema rotacije, ovdje nećemo govoriti o strukturnim izomerima. Međutim, mogu se promatrati atomi ili skupine atoma oko dvostruke veze, točnije na kojoj strani veze se nalaze i tada govorimo o stereoizomerima. Takvi izomeri imaju isti redoslijed kovalentno vezanih atoma, ali različit položaj u prostoru. Ako povućemo vodoravnu crtu kroz dvostruku vezu, ako se istovrsni atomi/skupine atoma nalaze s iste strane crte govorimo o cis-izomerima, a ako se nalaze jedni nasuprot drugima govorimo o trans-izomerima.
Postoji mogućnost i da imamo raznovrsne atome/skupine atoma. U tom slučaju potrebno je promatrati relativne atomske mase tih atoma/skupine atoma.
Ukoliko se oni nalaze s istih strana tada govorimo o Z-izomerima.
Ukoliko se oni nalaze s različitih strana tada govorimo o E-izomerima.
Alkini
Alkini su nezasićenu ugljikovodici koji u svojoj strukturi imaju barem jednu trostruku vezu. Opća formula alkina je CnH2n-2.
Imenovanje alkina identično je imenovanju alkena. Nastavak za alkine je –in, a položaj trostruke veze označava se brojem. Trostruka veza mora biti na što manjem broju C-atoma, a ukoliko ime više trostrukih veza označavamo ih prefiksima (di-, tri-, ...).
Imenovanje razgranatih alkina isto je kao i imenovanje alkena. Numeriranje krećemo s desne strane (trostruka veza ima niži broj). Supstituent (etil-) nalazi se na četvrtom C-atomu.
Višestruke veze su vrlo reaktivne pa na njima dolazi do kemijskih reakcija, a karakteristična reakcija alkena i alkina je adicija. Reakcije adicije („dodavanja“) odvija ju se s raznim reagensima pa reakcije dijelimo na:
- katalitičko hidrogeniranje – reakcija adicije molekule vodika na dvostruku vezu uz prisustvo katalizatora (Pt, Ni, Pd). Produkti reakcije adicije na alkene su alkani. Prilikom adicije na trostruku vezu uz upotrebu platine i olovnih soli produkt reakcije je alken (iz alkina nastaje alken), a prilikom adicije dvije molekule vode na alkin dolazi do stvaranja alkana.
- polimerizacija – međusobno povezivanje alkena u velike molekule uz prisutnost katalizatora
Areni
Areni ili aromatki ugljikovodici su ciklički ugljikovodici gdje su C-atomi povezani u jedan ili više prstenova. Prstenovi sadržavaju dvostruke veze koje se mogu premještati u prstenu (delokalizacija π elektrona). Zbog navedenog takve strukture su vrlo stabilne. Najpoznatiji predstavnik arena je benzen formule C6H6. Svi ostali spojevi koji na benzenski prsten imaju vezane supstituente su derivati benzena, a supstituenti se numeriraju tako da dobiju što niži broj i abecednim redom. Kada je benzenski prsten supstiuent u nekoj molekuli, on se naziva fenil (-C6H5).
Karakteristična reakcija arena je supstitucija, a ona se dijeli na:
1) halogeniranje - zamjena H-atoma s atomom halogenog elementa
2) nitriranje - zamjena H-atoma s nitro skupinom (NO2)
3) sulfoniranje - zamjena H-atoma s SO3
4) alkiliranje - zamjena H-atoma s alkilnom skupinom