Względna stabilność alkenów

Energia uwalniana, gdy alken reaguje z wodorem, nazywana jest ciepłem uwodornienia.

Względną stabilność alkenów określa się, porównując ich ciepło uwodornienia. Im mniejsze ciepło uwodornienia, tym wyższa stabilność alkenu.

Stwierdzono, że zwiększenie podstawienia w wiązaniu podwójnym zmniejsza ciepło uwodornienia, ujawniając, że alken podstawiony w kształcie tetrapodstawienia jest bardziej stabilny niż alkeny tri-, di- i monopodstawione.

Powodem jest to, że bardziej podstawione alkeny mają wyższy stosunek wiązań sp² – sp³ niż obligacji sp³ – sp³. Wiązanie sp²–sp³ ma niższą energię i jest silniejsze niż wiązanie sp³–sp³, ponieważ ma większy udział elektronów s, które mają niższą energię.

Innym czynnikiem odpowiedzialnym za stabilność podstawionych alkenów jest oddziaływanie stabilizujące, zwane hiperkoniugacją, pomiędzy zdelokalizowaną gęstością elektronową wiązania pi a wiązaniami sigma węgiel-wodór na podstawnikach.

Podstawniki alkilowe zapewniają dodatkową hiperkoniugację i prowadzą do większej stabilności. Dlatego 2,3-dimetylo-2-buten, z czterema podstawnikami w poprzek podwójnego wiązania, jest bardziej stabilny niż propen, który ma tylko jeden podstawnik.

Co więcej, stereochemia podstawników wokół wiązań podwójnych również przyczynia się do stabilności alkenów. Trans alkeny zazwyczaj mają niższe ciepło uwodornienia i są bardziej stabilne niż izomery cis.

Przyczyna leży w odkształceniu sterycznym wytwarzanym przez oddziaływanie między podstawnikami obecnymi po tej samej stronie podwójnego wiązania w izomerze cis.