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Questi idrocarburi appartengono alla classe degli idrocarburi insaturi in quanto, a seguito della presenza di un doppio legame, un alchene possiede due atomi di idrogeno in meno dell'alcano con lo stesso numero di atomi di carbonio. L'alchene più semplice è l'etene C2H4.
Ciascuno degli atomi di carbonio dell'etene forma quattro legami, ma ciascuno è legato a tre atomi. La struttura dell'etene può essere interpretata con la teoria dell'ibridizzazione. Per legarsi a tre atomi, ciascun atomo di carbonio utilizza, a differenza degli alcani, tre soli orbitali atomici: un orbitale s e due orbitali p: di formano tre orbitali ibridi sp2. Dopo questa ibridazione, ciascun atomo di carbonio possiede tre orbitali sp2 identici e un orbitale p non ibridizzato.
Se un orbitale sp2 di un atomo di carbonio si sovrappone a un orbitale sp2 di un secondo atomo di carbonio lungo la direzione che congiunge i nuclei di due atomi, si forma un legame sigma. Inoltre, dalla sovrapposizione laterale dei due orbitali p non ibridizzati, si origina un secondo legame pi, meno forte del legame sigma. Diremo pertanto che i due atomi di carbonio ibridati sp2 sono legati da un doppio legame: un legame sigma più forte e uno pi, più debole.

Gli alcheni sono soggetti ad un'isomeria di posizione del doppio legame da cui deriva il nome. Se si sposta il doppio legame si ottengono diversi isomeri di posizione. A questa si unisce l'isomeria geometrica. Gli alcheni possono esistere in due differenti configurazioni che vengono denominate con i prefissi cis e trans dal latino o z ed e dal tedesco, il primo se i sostituenti si trovano dallo stesso lato, mentre il secondo se su lati opposti. Presentano la stessa formula molecolare, la stessa sequenza di atomi e differiscono soltanto per la disposizione degli atomi nello spazio.
Altra caratteristica reazione degli alcheni è la polimerizzazione data da moltissime migliaia di molecole mediante l'unione di migliaia di molecole dello stesso tipo, i monomeri, attraverso la quale si formano le grandi molecole dei polimeri. Nella vita quotidiana troviamo questi polimeri degli alcheni nella plastica.

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