7.6 : Alkenlerin Elektrofilik Katılma Reaksiyonlarına Giriş

Basit, konjuge olmayan bir alkendeki çift bağ, zayıf bir baz veya bir nükleofil gibi davranabilen yüksek elektron yoğunluğuna sahip bir bölgedir. Çift bağın dolu π yörüngesi (HOMO), bir elektrofilin boş LUMO'su ile etkileşime girebilir. Elektrofil iki karbon arasına saldırdığında bir bağlanma etkileşimi meydana gelir; elektrofil daha sonra π bağından bir çift elektron alır ve çift bağ üzerinden eklemeye tabi tutularak tek bir ürün elde edilir.

Katılma ve eliminasyon reaksiyonlarının sıcaklığa bağlı bir dengede olduğu düşünülebilir ve bu, reaksiyonun Gibbs serbest enerjisindeki (ΔG) değişimden daha iyi anlaşılabilir. Ayrıca reaksiyonlarda bir π bağı kırılır ve iki σ bağı oluşur. Bu reaksiyonlar genellikle ekzotermiktir çünkü σ bağları π bağlarından daha güçlüdür; dolayısıyla entalpi terimi (ΔH) negatiftir. Entropi terimi (−TΔS) her zaman pozitiftir: molekül sayısı azalır, bu da negatif ΔS'ye yol açar ve T kelvin ölçeğinde her zaman pozitiftir, dolayısıyla bu çarpımın negatifi genel olarak pozitif bir terimdir. Sonuç olarak, ΔG değeri sistemin sıcaklığına bağlıdır ve düşük sıcaklıklarda ilave reaksiyonları tercih edilir.

Bir alken halojenlemeye uğradığında, karbon ile daha elektronegatif halojenler arasında bağlar oluşur; böylece karbon atomları oksitlenir. Dihidroksilasyon, halohidrin oluşumu ve epoksidasyon da oksidasyon reaksiyonlarıdır. Tersine, alkenlerdeki çift bağa hidrojen eklenmesi, karşılık gelen alkanları veren bir indirgeme reaksiyonudur. Hidrasyon ve hidrohalojenleme reaksiyonlarında karbon atomlarından biri oksitlenirken diğeri indirgenir; sonuç olarak oksidasyon veya indirgeme reaksiyonları olarak sınıflandırılmazlar. But-2-ene'nin hidrobrominasyonunda HBr'deki asidik proton, π bağından bir çift elektron kabul eder. Proton, çift bağdaki karbonlardan birine aktarılırken, diğer karbon pozitif yük alarak ikincil karbokatyon ara maddesini oluşturur. Bromür iyonu daha sonra pozitif merkezle reaksiyona girerek 2-bromobütanın rasemik bir karışımını verir.