Nezasićeni ugljikovodici

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 C_nH_2n.

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 C_nH_2n-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.

• halogeniranje – reakcija adicije molekule halogenog elementa (najčešće klora ili broma)
  Adicijom molekule halogenog elementa na alken i alkin nastaje alkan (dihalogenalkan), s time da se reakcija kod alkina odvija u dva stupnja.

• hidrohalogeniranje – reakcija adicije halogenovodika (HX). Ova vrsta reakcije odvija se prema Markovnikovljevom pravilu koje kaže da se atom vodika dodaje na onaj C-atom koji na sebi ima vezano više vodikovih atoma. Adicija halogenovodika na alkine odvija se u dva stupnja.

• hidratacija – reakcija adicije vode prilikom čega nastaju alkoholi. Ovdje također vrijedi Markovnikovljevo pravilo.

• 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