Alcheni: isomeria geometrica cis-trans, addizione elettrofila, regola di Markovnikov

Gli alcheni sono idrocarburi insaturi con almeno un doppio legame $C=C$ e formula generale $C_nH_{2n}$ ($n>1$). I carboni del doppio legame sono ibridati $sp^2$: la geometria locale è planare, con angoli di $120^\circ$; il legame $\sigma$ è forte, mentre il legame $\pi$, formato da orbitali $p$, è più esposto e rende la molecola reattiva.

Isomeria geometrica

La rotazione attorno al doppio legame è bloccata. Se ciascun carbonio del $C=C$ porta due gruppi diversi, si hanno isomeri cis (gruppi uguali dalla stessa parte) e trans (da parti opposte). Nel 2-butene, cis-2-butene e trans-2-butene hanno stessa formula bruta ma forma e proprietà fisiche diverse. Se un carbonio ha due gruppi identici, l'isomeria cis-trans non esiste.

Addizione elettrofila

La reazione tipica è l'addizione elettrofila: il legame $\pi$ si rompe e si aggiungono atomi. Esempi documentati:

• idrogenazione con $H_2$, che dà un alcano;
• alogenazione con $Cl_2$, che dà un dialogenuro con alogeni su carboni adiacenti;
• idroalogenazione con $HCl$, che dà un alogenuro alchilico.

La regola di Markovnikov stabilisce che, con un reagente asimmetrico su un alchene asimmetrico, l'idrogeno va al carbonio che ha già più idrogeni. Nel propene con $HCl$ si forma soprattutto 2-cloropropano, perché passa dal carbocatione secondario più stabile.