Stabilità relativa degli alcheni

L'energia rilasciata quando un alchene reagisce con l'idrogeno è chiamata calore di idrogenazione.

La stabilità relativa degli alcheni è determinata confrontando i loro calori di idrogenazione. Più piccolo è il calore di idrogenazione, maggiore è la stabilità dell'alchene.

Si è scoperto che l'aumento della sostituzione attraverso il doppio legame diminuisce il calore di idrogenazione, rivelando che l'alchene tetrasostituito è più stabile degli alcheni tri-, di- e monosostituiti.

La ragione è che gli alcheni più sostituiti hanno un rapporto più alto di legami sp^{2-sp 3} rispetto ai legami sp^{3-sp 3}. Il legame sp^{2-sp 3} ha un'energia inferiore e più forte del legame sp^{3-sp 3} poiché ha un contributo maggiore di elettroni s, che sono a bassa energia.

Un altro fattore responsabile della stabilità degli alcheni sostituiti è l'interazione stabilizzante, chiamata iperconiugazione, tra la densità elettronica delocalizzata del legame pi greco e i legami sigma carbonio-idrogeno sui sostituenti.

I sostituenti alchilici forniscono un'ulteriore iperconiugazione e portano a una maggiore stabilità. Pertanto, il 2,3-dimetil-2-butene, con quattro sostituenti attraverso il doppio legame, è più stabile del propene, che ha un solo sostituente.

Inoltre, la stereochimica dei sostituenti attorno ai doppi legami contribuisce anche alla stabilità degli alcheni. Gli alcheni trans hanno tipicamente un calore di idrogenazione inferiore e sono più stabili degli isomeri CIS.

La ragione risiede nella deformazione sterica prodotta dall'interazione tra i sostituenti presenti sullo stesso lato del doppio legame nell'isomero cis.