Mostra la font per a Alquè

{{Infotaula compost químic}}
[[Fitxer:Ethene-2D-flat.png|miniatura|Etilè]]
Els '''alquens''', també anomenats '''olefines''', són [[hidrocarbur]]s [[hidrocarbur alifàtic|alifàtics]] que tenen algun [[doble enllaç]] entre els [[àtoms]] de [[carboni]] i per això són anomenats ''insaturats''. La fórmula genèrica dels alquens és <chem>C_{n}H_{2n}</chem> i l'alquè més simple és l'[[etilè|etè]], <chem>C2H4</chem>. El més important a escala industrial és l'etè, punt de partida per a l'obtenció d'altres composts químics importants.

== Etimologia ==
Molts dels primers composts orgànics que es caracteritzaren provenien de [[Greix|greixos]] i, per tant, foren anomenats «alifàtics», del <abbr>grec</abbr> ἄλειφαρ, -ατος ''áleiphar, -atos'' 'ungüent' i ''‒́ic.'' L'observació que els [[Alcà|alcans]] eren insolubles en aigua i poc reactius originà el nom «parafines», del llatí ''Paraffin'', i aquest del llatí ''parum affīnis'' 'poc afí'. Per contra, els alquens reaccionent fàcilment amb, per exemple, [[Halogen|halògens]], per formar compostos greixosos i, per tant, se'ls anomenà «olefines», una contracció del francès ''gaz oléfiant'', nom antic de l'[[etè]], que prové del llatí ''oleum'', 'oli' i de ''-fiant'' del sufix ''-fier'', 'en relació a'. En adonar-se que els [[Grup alquil|grups alquil]] <chem>C_{n}H_{2n + 1}</chem> podien conservar-se en les reaccions sense canvis, de la mateixa manera que ho fan els ions dels [[Metall alcalí|metalls alcalins]], i que reaccionaven amb els halògens, s'establí que les classes de composts orgànics amb aquestes propietats es derivarien del mot «alquil», i d'aquí els noms alcà, alquè i alquí. El mot «alquil» deriva de l'àrab clàssic ''al-kuhl'', que originàriament s'emprava per anomenar pols fina de minerals d'antimoni emprada en cosmètica i que passà a anomenar substàncies molt fines, molt pures o destil·lades, com l'alcohol ([[etanol]]).<ref>{{Ref-llibre|títol=The etymology of chemical names : tradition and convenience vs. rationality in chemical nomenclature|url=https://www.worldcat.org/oclc/1125187293|data=2019|lloc=Berlín|isbn=3-11-061124-4|nom=Alexander|cognom=Senning}}</ref>

El 1866 els sufixos patronímics femenins grecs -ηνη -''ene'', -ινη ''-ine'', i -ονη ''-one'' ([[Ismene]], [[Mersin]], [[Hermione (mitologia)|Hermione]], [[Persèfone]]…) estaven en ús dispers com a sufixos d'hidrocarburs que significaven «filla de», així que el químic alemany [[August Wilhelm von Hofmann]] (1818-1892), un antic estudiant de [[Justus von Liebig]] (1803-1873), suggerí sistematitzar la nomenclatura utilitzant tota la seqüència de vocals ''a'', ''e'', ''i, o, u'' per crear sufixos per als hidrocarburs <chem>C_{n}H_{2n + 2}</chem>, <chem>C_{n}H_{2n}</chem>, <chem>C_{n}H_{2n - 2}</chem>, <chem>C_{n}H_{2n - 4}</chem> i <chem>C_{n}H_{2n - 6}</chem>, respectivament. Només els tres primers sufixos (en català: ''-à'', ''-è'', ''-í''), romangueren per anomenar els [[Hidrocarbur|hidrocarburs]] amb enllaços simples, dobles i triples, respectivament.<ref>{{Ref-web|títol=Alkane Nomenclature|url=http://chem125-oyc.webspace.yale.edu/125/history99/5Valence/Nomenclature/alkanenames.html|consulta=2021-04-06}}</ref>

== Geometria molecular ==
[[Fitxer:Double-bond.svg|esquerra|miniatura|Superposició d'orbitals per formar els enllaços σ i π]]
El doble enllaç covalent que present en els alquens confereix la major part de les propietats dels alquens. Aquest doble enllaç ''C=C'' consta d'un [[Enllaç sigma|enllaç σ]] i un [[Enllaç pi|enllaç π]]. Els dos àtoms de carboni tenen una hibridació ''sp²'', [[Hibridació d'orbitals|hibridació]] resultant de la barreja d'un [[orbital molecular]] ''2s'' i dos orbitals ''2p'', la qual cosa conduïx a la formació de tres orbitals híbrids ''sp²'', de geometria trigonal plana. Aquests orbitals ''sp²'' poden combinar-se per a formar un enllaç σ, entre ambdós carbonis en la direcció que uneix els nuclis dels carbonis. Per altra banda l'enllaç π resulta de la superposició dels orbitals atòmics p que no han hibridat. En aquest tipus d'enllaç, els electrons estan deslocalitzats al voltant dels carbonis, per damunt i per sota del plànol molecular. Energèticament, s'observa que la superposició dels orbitals ''sp²'' és molt més efectiva que la dels orbitals ''p'' i, per tant, la component σ és bastant més energètica que la π. El fet que el doble enllaç sigui rígid (en contraposició a l'enllaç simple, format per un sol enllaç σ, que pot girar lliurement al llarg del seu eix) es deu a la presència dels orbitals π, així, si volem que existeixi una rotació, és necessari trencar els enllaços π i tornar a formar-los. L'energia necessària per a trencar aquests enllaços no és massa elevada, de l'ordre dels 65 kcal·mol<sup>–1</sup>, la qual cosa correspon a temperatures d'entre 400 i 500 °C. Això significa que per sota d'aquestes temperatures els dobles enllaços romanen rígids i, per tant, la molècula té una configuració estable, però per damunt l'enllaç π pot trencar-se i tornar-se a formar i apareix una rotació lliure.

=== Polaritat ===
Depenent de l'estructura, pot aparèixer un [[Moment dipolar d'enllaç|moment dipolar]] feble. L'enllaç alquil-alquenil està polaritzat en la direcció de l'àtom amb orbital ''sp²'', ja que la component ''s'' d'un orbital ''sp²'' és major que en un ''sp<sup>3</sup>'' (això podria interpretar-se com la ''proporció de s a p'' en la molècula, sent 1:2 en ''sp²'' i 1:3 en ''sp<sup>3</sup>'', encara que aquesta idea és simplement intuïtiva). Això és degut al fet que els electrons situats en orbitals híbrids amb major component ''s'' estan més lligats al nucli que els ''p'', per tant l'orbital ''sp²'' és lleugerament captador d'electrons i apareix una polarització neta cap a ell. Una vegada que tenim polaritat en l'enllaç neta, la geometria de la molècula ha de permetre que aparegui un moment dipolar net en la molècula.

<div style="float:right;margin-right:10px;margin-bottom:10px;margin-top:10px;text-align:center"><gallery mode="nolines" caption="Isòmers cis-trans del but-2-è">
Fitxer:Cis-2-butene.svg|''cis''-but-2-è
Fitxer:Trans-2-butene.svg|''trans''-but-2-è
</gallery>
</div>

=== Isomeria cis-trans ===
El fet que no sigui possible la rotació al voltant de l'enllaç doble, fa que si els dos àtoms d'un mateix carbonis són diferents, i això passa a ambdós carbonis del doble enllaç, existeixen isòmers anomenats ''cis'' i ''trans''. El ''cis'' és l'isòmer que té els substituents al mateix costat, i l'isòmer ''trans'' els que els té oposats.

== Nomenclatura ==
[[Fitxer:1-Hexene.svg|miniatura|Hex-1-è]]
Segons les normes de la [[Unió Internacional de Química Pura i Aplicada]] (IUPAC), els alquens s'anomenen indicant el nombre de carbonis de la cadena lineal més llarga amb els prefixos ''et-'', ''prop-'', ''but-'', ''pent-''... per a 2, 3, 4, 5... carbonis respectivament, i el sufix ''-è''. Si la cadena forma un anell s'ha de posar davant el prefix ''ciclo-''. Exemples són: [[etè]], [[propè]], [[ciclohexè]].<ref name=:0>{{Ref-llibre|títol=Guia de la IUPAC per a la nomenclatura de compostos orgànics : recomanacions del 1993 (incloent-hi les revisions, tant publicades com no publicades fins ara, de l'edició del 1979 de la Nomenclature of organic chemistry)|url=https://www.worldcat.org/oclc/1089117380|data=febrer del 2017|lloc=Barcelona|isbn=978-84-9965-333-4|cognom=Unió Internacional de Química Pura i Aplicada. Comissió de Nomenclatura de Química Orgànica}}</ref>

La posició del doble enllaç s'ha d'indicar, excepte si no hi més d'una posició possible, mitjançant un localitzador numèric que s'ha de situar just davant del sufix, separant-lo del prefix i del sufix amb guions. El localitzador ha de ser el més baix dels dos carbonis afectats. La numeració ha de començar per l'extrem més pròxim al doble enllaç. Per exemple: [[but-1-è]] o [[but-2-è]].<ref name=:0/>
[[Fitxer:Butadiène.PNG|miniatura|Buta-1,3-diè]]
Quan hi ha més d'un doble enllaç, s'anomenen indicant la posició de cadascun d'ells i especificant amb els sufixos ''-adiè'', -''atriè'', ''-atetraè'', etc. davant del sufix ''-è'' el nombre de dobles enllaços presents. Exemples: [[buta-1,3-diè]] o [[hexa-1,3,5-triè]].<ref name=:0/>

Quan els alquens presenten ramificacions, la cadena principal és aquella que conté més dobles enllaços. En segon terme, segueixen vigents les normes dels hidrocarburs ramificats. La numeració es fa començant per l'extrem més pròxim a un doble enllaç. Exemples: 6-etilnona-1,4-diè o 3-metil-4-propilhexa-1,4-diè.<ref name=:0/>

== Propietats físiques ==
La presència del doble enllaç modifica lleugerament les propietats físiques dels alquens enfront dels [[alcà|alcans]]. D'aquestes, la temperatura d'ebullició és la qual menys es modifica. A temperatura ambient els primers membres de la sèrie, l'[[etè]], el [[propè]] i els [[Butè|butens]], són gasos a temperatura ambient; els catorze següents són líquids; i els de més carbonis són sòlids.<ref>{{Ref-llibre|títol=Pharmaceutical Organic Chemistry.|url=https://www.worldcat.org/oclc/882776647|editorial=Elsevier Health Sciences APAC|data=2012|lloc=New Delhi|isbn=978-81-312-3267-5|nom=S. K.|cognom=Bhasin}}</ref>

La presència del doble enllaç es nota més en aspectes com la polaritat i l'acidesa. Espectroscòpicament, els enllaços dobles aïllats són transparents a la [[Llum visible|radiació visible]] i a la [[Ultraviolat|ultraviolada]] pròxima, mentre que els conjugats i els cumulats absorbeixen [[Longitud d'ona|longituds d'ona]] superiors a 214 i 180 nm, respectivament. Els alquens donen una absorció característica a la zona de 1 640–1 690 cm<sup>–1</sup> de l'[[infraroig]].<ref>{{Ref-web|títol=olefina {{!}} enciclopèdia.cat|url=https://www.enciclopedia.cat/ec-gec-0127487.xml|consulta=2021-04-05}}</ref>

== Propietats químiques ==
=== Acidesa ===
El carboni alquenil té major acidesa enfront dels alcans, degut també a la polaritat de l'enllaç. Així, l'età (un alcà) té un p''K''<sub>a</sub> de 50 (o un ''K''<sub>a</sub> de 10<sup>–50</sup>) enfront del p''K''<sub>a</sub> = 44 de l'[[etè]]. Aquest fet s'explica fàcilment considerant que, al desprendre's un protó de la molècula, queda una càrrega negativa romanent que en el cas de l'etè es deslocalitza més fàcilment en l'enllaç π i σ que en l'enllaç σ simple que existeix en un alcà. De totes maneres, la seva acidesa és molt menor que la dels [[alcohol]]s o els [[àcid carboxílic|àcids carboxílics]].<ref name=:2/>

=== Reaccions químiques ===
[[Fitxer:Synthesis of 2-propanol by hydration of propene.svg|miniatura|330x330px|Hidratació del propè]]

==== Hidratació ====
La reacció d'hidratació és una reacció d'addició d'aigua al doble enllaç catalitzada per un àcid, [[àcid sulfúric]], <chem>H2SO4</chem>, o [[àcid fosfòric]], <chem>H3PO4</chem>. Si l'alquè és propè s'obté [[propan-2-ol]] d'acord amb la [[regla de Markóvnikov]] (un hidrogen de l'aigua s'addiciona al carboni amb més hidrògens i el [[grup hidroxil]], <chem>-OH</chem>, a l'altre carboni del doble enllaç). La reacció requereix temperatures d'uns 250 °C i un pH elevat. S'empra industrialment.<ref name=:2>{{Ref-llibre|edició=8a ed|títol=Química orgánica|url=https://www.worldcat.org/oclc/826035189|editorial=Cengage Learning|data=2012|lloc=México|isbn=607-481-789-8|nom=John|cognom=McMurry}}</ref>[[Fitxer:Oxymercuration reduction.png|miniatura|330x330px|Oximercuració del propè]]
==== Oximercuració ====
La reacció d'hidratació requereix condicions d'altes temperatures difícils d'aconseguir en els laboratoris. L'addició d'un [[grup hidroxil]], <chem>-OH</chem>, es pot dur a terme mitjançant la reacció d'oximercuració en condicions més suaus. Primer es duu a terme una reacció amb [[etanoat de mercuri(II)]] dissolt en [[tetrahidrofurà]] aquós, formant-se un complex organometàl·lic de mercuri. Seguidament es fa reaccionar amb [[borohidrur de sodi]], <chem>NaBH4</chem>, i a partir de propè s'obté [[propan-2-ol]].[[Fitxer:Hydroboration-regioselective.png|miniatura|330x330px|Hidroboració del propè]]
==== Hidroboració ====
La [[hidroboració]] és una reacció on s'addiciona un trihidrur de bor o [[borà]], <chem>BH3</chem> al propè i s'obté un organoborà. El producte obtingut és anti-Markóvnikov. Seguidament es pot oxidar aquest compost mitjançant [[peròxid d'hidrogen]] <chem>H2O2</chem>en medi bàsic i, si l'alquè és propè, s'obté el [[propan-1-ol]].<ref name=:2/>
[[Fitxer:Upjohn-dihydroxylering.png|miniatura|330x330px|Dihidroxilació d'Upjohn]]

==== Dihidroxilació ====
La reacció d'[[hidroxilació]] consisteix en l'addició de dos grups hidroxil, <chem>-OH</chem>, un a cada carboni del doble enllaç. S'empra com a reactiu [[peròxid d'hidrogen]], <chem>H2O2</chem>, i requereix emprar com a catalitzador [[òxid d'osmi(VIII)]], <chem>OsO4</chem>, car i tòxic. Es forma un producte intermediari, un osmat que es pot tractar amb [[hidrogensulfit de sodi]], <chem>NaHSO3</chem>, i si l'alquè és propè dona el [[propan-1,2-diol]].<ref name=:2/>[[Fitxer:Propen1-Seite001.svg|miniatura|330x330px|Halogenació]]
[[Fitxer:Alken + Brom.ogv|esquerra|miniatura|Un alcà no reacciona amb [[brom]], <chem>Br2</chem>, però sí un alquè (halogenació)]]

==== Halogenació ====
L'[[halogenació]] consisteix en l'[[Reacció d'addició|addició electròfila]] d'una molècula d'un [[halogen]] (<chem>F2</chem>, <chem>Cl2</chem>, <chem>Br2</chem> o <chem>I2</chem>) al doble enllaç, formant-se un derivat dihalogenat, amb un àtom d'halogen addicionat a cadascun dels carbonis que formen el doble enllaç. En el cas del propè si l'halogen és el brom es forma 1,2-dibromopropà.<ref name=:2/>[[Fitxer:MarkovnikovRulePropeneHBr.svg|miniatura|330x330px|Addició d'halurs d'hidrogen]]
==== Addició d'halurs d'hidrogen ====
L'addició d'un halur d'hidrogen (<chem>HF</chem>, <chem>HCl</chem>, <chem>HBr</chem> o <chem>HI</chem>) dona lloc a un [[haloalcà]]. En el cas del propè es formen dos productes, si s'addiciona [[bromur d'hidrogen]] s'obté un 90 % de 2-bromopropà i un 10 % d'[[1-bromopropà]], seguint la [[regla de Markóvnikov]].<ref name=:2/>

En cas que la reacció tengui lloc en presència de [[Peròxid orgànic|peròxids orgànics]], s'obté majoritàriament el producte anti-Markóvnikov.<ref name=:2/>

==== Addició d'àcids hipohalurosos ====
L'[[àcid hipoclorós]] <chem>HClO</chem> i l'[[àcid hipobromós]] <chem>HBrO</chem> poden addicionar-se al doble enllaç formant halohidrines, això és un compost amb un halogen enllaçat a un carboni i un [[grup hidroxil]], <chem>-OH</chem>, al carboni veí.<ref name=:2/>

==== Reacció de Diels-Alder ====
[[Fitxer:2,3-dimethyl-1,3-butadiene Diels-Alder Reaction.svg|miniatura|330x330px|Reacció de Diels-Alder]]
La [[reacció de Diels-Alder]] és una cicloaddició d'un alquè, o un compost més complexe que contengui un doble enllaç, amb un [[diè]] conjugat. S'obté un [[cicloalquè]] de sis costats, un ciclohexè. És un dels mètodes més importants per a l'obtenció d'alquens cíclics de sis costats.<ref>{{Ref-llibre|edició=2. ed|títol=Química orgánica|url=https://www.worldcat.org/oclc/37752429|editorial=Editorial Reverté|data=1984|lloc=Barcelona|isbn=84-291-7015-4|cognom=Allinger|nom=N.L.|coautors=i col}}</ref> [[Fitxer:Propan-Synthese V1.svg|miniatura|330x330px|Hidrogenació]]
==== Hidrogenació ====
Un alquè pot reduir-se a un alcà mitjançant [[hidrogenació]] fent passar un corrent d'hidrogen sobre un catalitzador. El [[platí]] i el [[Pal·ladi (element)|pal·ladi]] són els catalitzadors més comuns per a la hidrogenació dels alquens; el pal·ladi s'utilitza en general en forma de pols molt fi “suportat” en un material inert com el [[carbó vegetal]] (Pd/C) per maximitzar l'àrea superficial. El platí s'utilitza habitualment com [[òxid de platí(IV)]], <chem>PtO2</chem>, un [[catalitzador]] anomenat [[catalitzador d'Adams]].<ref name=:2/>[[Fitxer:Propylene oxide synthesis.png|miniatura|330x330px|Reacció d'epoxidació]]
==== Epoxidació ====
Els alquens s'oxiden per donar [[Epòxid|epòxids]] en el tractament amb un [[peroxoàcid]], <chem>RCO3H</chem>, com l'àcid meta-cloroperoxobenzoic. Un epòxid, també anomenat oxirà, és un èter cíclic amb un àtom d'oxigen en un anell de tres membres.<ref name=:2/> En el cas del propè es forma òxid de propè o [[1,2-epoxipropà]], un compost de gran importància industrial.

==== Oxidació ====
L'oxidació pot tenir lloc emprant [[ozó]], <chem>O3</chem>, o [[permanganat de potassi]], <chem>KMnO4</chem>. L'ozó, preparat passant un flux d'oxigen a través d'una descàrrega elèctrica d'alt voltatge, s'addiciona ràpidament al propè a baixes temperatures per donar un intermediari cíclic anomenat molozònid. Aquest es transposa espontàniament per formar un ozònid que es tracta immediatament amb un agent reductor com el zinc metàl·lic en àcid acètic per convertir-lo en [[Formaldehid|metanal]] i [[etanal]], dos [[Aldehid|aldehids]].<ref name=:2/>

Mitjançant la reacció amb permanganat de potassi en medi àcid o neutre s'obté també la ruptura del doble enllaç i la formació, en aquest cas, d'[[Àcid acètic|àcid etanoic]] i diòxid de carboni.<ref name=:2/>

== Preparació ==
Per a la preparació d'alquens determinats hom empra principalment les reaccions de deshidratació d'alcohols amb alúmina, deshidrohalogenació d'halurs d'alquil amb potassa alcohòlica, piròlisi d'hidròxids d'amoni quaternari, [[reacció de Wittig]] i hidrogenació parcial d'alquins.
[[Fitxer:Reaktion Menthol 2 V1.svg|miniatura|330x330px|Deshidratació del [[mentol]]]]

=== Deshidratació d'alcohols ===
Les reaccions de [[deshidratació]] catalitzades per àcids (àcid sulfúric, àcid fosfòric, òxid d'alumini...) són reaccions d'eliminació d'aigua d'un [[alcohol]] formant-se un doble enllaç entre el carboni que conté el [[grup hidroxil]] i un carboni veí que tengui un hidrogen. Habitualment es realitzen en [[tetrahidrofurà]] com a dissolvent. Es forma l'alquè més estable, seguint la [[regla de Zaitzev]] (enllaços dobles entre els carbonis amb el màxim de substituents).
[[Fitxer:Synthesis of alkenes - Dehydrohalogenation2.png|miniatura|330x330px|Deshidrohalogenació]]

=== Deshidrohalogenació ===
L'eliminació d'un halur d'hidrogen condueix a la formació d'un alquè. L'hidrogen que s'elimina és el que està situat al carboni veí del que té enllaçat l'halogen. Aquest carboni s'anomena ''carboni β'', per la qual cosa aquesta reacció també és coneguda com ''eliminació β''. Per a dur a terme la reacció hom ha d'emprar bases fortes, com ara l'[[hidròxid de potassi]] dissolt en etanol o alcòxids de sodi<ref name=":32">{{Ref-llibre|edició=1. ed|títol=Química orgánica|url=https://www.worldcat.org/oclc/29858734|editorial=Limusa|data=1979|lloc=Mexico|isbn=968-18-0982-3|nom=T. W. Graham|cognom=Solomons}}</ref>
[[Fitxer:Hofmann Eliminierung Mechanismus1.svg|miniatura|330x330px|Eliminació de Hofmann]]

=== Eliminació de Hofmann ===
L'[[eliminació de Hofmann]] (també coneguda com a metilació exhaustiva o la «degradació de Hofmann») és el procés en el qual una [[amina]] reacciona per crear una amina terciària i un alquè per tractament amb [[iodur de metil]] en excés, seguit per tractament amb [[òxid d'argent(I)]], [[aigua]], i calor.<ref name=":32"/>
[[Fitxer:CopeEliminationExample.svg|miniatura|330x330px|Eliminació de Cope]]

=== Eliminació de Cope ===
L'eliminació de Cope és la reacció que es produeix quan s'escalfen òxids d'amines terciàries al voltant dels 150 °C. Es produeix un alquè i s'elimina una [[hidroxilamina]]. L'òxid es genera en una primera etapa per tractament de l'amina terciària amb peròxid d'hidrogen <chem>H2O2</chem>. A continuació el producte obtingut s'escalfa i s'obté l'alquè.<ref name=":32"/>
[[Fitxer:Esterpyrolyse 1a.svg|miniatura|330x330px|Piròlisi d'èsters]]

=== Piròlisi d'èsters ===
Si s'escalfen a una temperatura entre 200 °C i 500 °C els èsters que tenguin al manco un hidrogen unit al segons carboni del radical enllaçat a l'oxigen, s'obté un alquè i un àcid carboxílic.<ref name=":32"/>
[[Fitxer:WittigReaction.png|miniatura|330x330px|Reacció de Wittig]]

=== Reacció de Wittig ===
La [[reacció de Wittig]] és una [[reacció química]] en la qual un [[aldehid]] o [[cetona]] reacciona amb un ilur de fòsfor (també anomenat fosforà) obtenint-se un '''alquè''' i [[òxid de trifenilfosfina]] com a subproducte.<ref>Per un article de revisió sobre aquesta reacció vegeu: Maryanoff, B. E.; Reitz, A. B. ''Chem. Rev.'' '''1989''', 863-927. {{Doi|10.1016/10.1021/cr00094a007}}</ref>

== Vegeu també ==
* [[Reacció de metàtesi d'alquens]]

== Referències ==
{{Referències}}

{{Hidrocarburs}}
{{Commonscat}}
{{Autoritat}}

{{ORDENA:Alque}}
[[Categoria:Alquens| ]]