Alkeny i alkiny mają wiązania wielokrotne. Poznasz regułę Markownikowa i zrozumiesz, skąd się bierze.
Addycja, Markownikow, polimeryzacja, testy
Alkeny i alkiny mają wiązania wielokrotne, które dają addycję — i tu pojawia się reguła Markownikowa, którą uczniowie stosują mechanicznie lub mylą kierunek.
Jak to rozwiążemy: Pokażemy mechanizm addycji krok po kroku i wytłumaczymy regułę Markownikowa „po ludzku" — zrozumiesz, dlaczego wodór idzie tam, gdzie idzie.
Alkeny to węglowodory nienasycone z jednym wiązaniem podwójnym C=C. Wzór ogólny: CnH2n.
Nazewnictwo: końcówka -en + lokant położenia wiązania (np. but-1-en, but-2-en).
• Konstytucyjna (łańcuchowa) — różne szkielety węglowe.
• Położenia wiązania — np. but-1-en vs but-2-en.
• Geometryczna cis-trans — wynika ze sztywności C=C (brak obrotu wokół wiązania):

Izomeria cis-trans pojawia się tylko, gdy każdy węgiel wiązania C=C ma dwa różne podstawniki. CIS (Z) = ważniejsze grupy po tej samej stronie; TRANS (E) = po przeciwnych. To różne związki o różnych właściwościach.
Odwodnienie alkoholi (stęż. H₂SO₄, temp.):
Dehydrogenacja alkanów (kat., temp.):
Eliminacja halogenowodoru z halogenopochodnej (mocna zasada):
Gdy z halogenopochodnej (lub alkoholu) można odłączyć wodór z dwóch różnych sąsiednich węgli, powstaje głównie bardziej podstawiony alken (wodór odrywa się od węgla uboższego w H) — to reguła Zajcewa.
• Stan skupienia: C2–C4 gazy, dalej ciecze, najwyższe ciała stałe.
• Rozpuszczalność: nierozpuszczalne w wodzie (niepolarne), rozpuszczalne w rozpuszczalnikach organicznych.
• Wpływ łańcucha: dłuższy łańcuch → wyższa temp. wrzenia.
Charakterystyczne dla C=C są reakcje addycji — wiązanie π pęka, dwie grupy się przyłączają.
Addycja HX (lub H₂O w środowisku kwaśnym) do alkenu przebiega DWUETAPOWO przez pośredni karbokation — to mechanizm elektrofilowy (AE).
| Etap | Co się dzieje |
|---|---|
| 1. Atak elektrofila | Chmura elektronowa wiązania π (bogata w elektrony) atakuje elektrofil H⁺ (z HX) — powstaje karbokation na jednym z atomów C (ten, który NIE związał H) i uwalnia się X⁻ |
| 2. Atak nukleofila | Anion X⁻ (nukleofil) atakuje dodatnio naładowany karbokation, tworząc produkt końcowy |
Trwałość karbokationu R₃C⁺ rośnie z liczbą grup alkilowych przy dodatnio naładowanym węglu (efekt indukcyjny donorowy grup alkilowych + hiperkoniugacja) — to WYJAŚNIA regułę Markownikowa.
H⁺ przyłącza się do węgla z WIĘKSZĄ liczbą atomów H, ponieważ wtedy dodatni ładunek (karbokation) powstaje na węglu BARDZIEJ podstawionym (mniej H = więcej grup alkilowych) — czyli na trwalszym karbokationie. Reakcja "wybiera" drogę przez trwalszy (niżej energetyczny) stan pośredni.
| Sytuacja | Co się dzieje |
|---|---|
| Podstawniki elektronoakceptorowe przy C=C (np. grupa CF₃, CN, COOH) | Odwracają preferencję — elektrofil przyłącza się TAK, by uniknąć destabilizacji karbokationu przez sąsiedztwo elektronoakceptora (efekt anty-Markownikowa strukturalny, nie nadtlenkowy) |
| Addycja HBr w obecności nadtlenków (efekt Karasza) | Mechanizm zmienia się na RODNIKOWY zamiast jonowego — produkt jest ODWROTNY do reguły Markownikowa (tylko dla HBr, nie dla HCl/HI) |
| Możliwość przegrupowania karbokationu | Jeśli powstały karbokation 2° sąsiaduje z węglem mogącym "przesunąć" wodorek/grupę alkilową i utworzyć trwalszy karbokation 3°, zachodzi przegrupowanie — produkt główny odpowiada trwalszemu, PRZEGRUPOWANEMU karbokationowi, nie prostej regule |
Klasyczna pułapka maturalna: efekt nadtlenkowy (odwrócenie Markownikowa) działa WYŁĄCZNIE dla addycji HBr. Dla HCl i HI nadtlenki nie zmieniają kierunku addycji — te reakcje wciąż biegną przez mechanizm jonowy zgodny ze zwykłą regułą Markownikowa.
Typ mechanizmu: addycja elektrofilowa (AE) — wiązanie π jako bogate w elektrony atakuje cząsteczkę Br₂.
1️⃣ Znajdź wiązanie C=C i sprawdź, jakie podstawniki siedzą przy każdym z dwóch węgli.
2️⃣ „Rozerwij” wiązanie podwójne na dwa pojedyncze — każdy z tych dwóch węgli dostaje jedno nowe wiązanie (do sąsiedniej cząsteczki monomeru w łańcuchu).
3️⃣ Podstawniki zostają przy swoich atomach węgla bez zmian — nie przesuwają się, nie znikają.
4️⃣ Cały otrzymany fragment (dwa węgle + ich podstawniki) zapisujesz w nawiasie kwadratowym z indeksem n.
Dla monomeru CH₂=CR₁R₂ (gdzie R₁, R₂ to dowolne podstawniki, także H) polimer ma wzór ogólny: n CH₂=CR₁R₂ → [–CH₂–CR₁R₂–]ₙ. Liczba i rodzaj podstawników nie zmienia metody — zawsze „pękamy” C=C i dopisujemy podstawniki w nawiasach przy tym węglu, przy którym były.
Niekontrolowane spalanie tworzyw sztucznych wytwarza toksyczne gazy: PVC spalany wydziela chlorowodór (HCl) i dioksyny, poliuretany — toksyczny cyjanowodór (HCN), a spalanie wielu tworzyw daje też trujący CO (tlenek węgla(II)) przy niedoborze powietrza. Dlatego odpady z tworzyw należy segregować i utylizować w kontrolowanych warunkach (spalarnie z filtrami), a nie spalać samodzielnie.


Alkeny odbarwiają wodę bromową (pomarańczowa → bezbarwna) i odbarwiają KMnO₄ (fioletowy → brunatny MnO₂, próba Baeyera).
"Odbarwienie KMnO₄" to za mało — na maturze trzeba znać KONKRETNE produkty, zależne od warunków utleniania.
| Warunki | Produkt | Przykład |
|---|---|---|
| Utlenianie ŁAGODNE (rozcieńczony KMnO₄, na zimno) | Diol (dwie grupy –OH przy sąsiednich atomach C, dawne miejsce C=C) | CH₂=CH₂ + [O]+H₂O → HOCH₂–CH₂OH (glikol etylenowy) |
| Utlenianie SILNE (stężony KMnO₄/K₂Cr₂O₇, na gorąco) | ROZSZCZEPIENIE wiązania C=C na dwa fragmenty — każdy staje się kwasem karboksylowym (jeśli miał ≥1H) lub ketonem (jeśli miał 0H) lub CO₂ (jeśli był =CH₂) | patrz niżej |
| Fragment przy C=C | Produkt po rozszczepieniu |
|---|---|
| =CH₂ (koniec łańcucha) | CO₂ + H₂O |
| =CH–R (1 podstawnik) | R–COOH (kwas karboksylowy) |
| =CR₁R₂ (2 podstawniki) | R₁R₂C=O (keton) |
To zadanie działa też WSTECZ — znając produkty silnego utleniania (np. otrzymano aceton i kwas octowy), można odtworzyć strukturę wyjściowego alkenu, "sklejając" fragmenty z powrotem przy wiązaniu podwójnym w miejscu, gdzie były grupy karbonylowe (C=O).
Przy addycji HX lub wody do niesymetrycznego alkenu: wodór przyłącza się do węgla, który ma już więcej wodorów, a reszta (X lub OH) do drugiego.
Hasło: „bogaty staje się bogatszy" — węgiel z większą liczbą wodorów dostaje jeszcze jeden H. Z propenu CH₃–CH=CH₂ + HBr powstaje głównie 2-bromopropan (Br na środkowym C), nie 1-bromopropan.
• eten (etylen) CH₂=CH₂ — dojrzewanie owoców, produkcja PE
• propen CH₃–CH=CH₂ — produkcja PP
• but-1-en i but-2-en — izomery położenia (but-2-en ma cis/trans)
Alkiny to węglowodory nienasycone z wiązaniem potrójnym C≡C. Wzór ogólny: CnH2n−2.
Nazewnictwo: końcówka -yn/-in + lokant (np. etyn, propyn, but-1-yn).
• Łańcuchowa — różne szkielety węglowe.
• Położenia wiązania potrójnego — np. but-1-yn vs but-2-yn.
Alkiny nie mają izomerii cis-trans (wiązanie potrójne jest liniowe).
• Dehydrogenacja alkenów (odłączenie H₂):
• Eliminacja halogenowodorów z dihalogenopochodnych (podwójna eliminacja HX).
• Stan skupienia: niższe (etyn, propyn) to gazy.
• Rozpuszczalność: słabo w wodzie, dobrze w rozpuszczalnikach organicznych.
• Palność: palne; acetylen spala się bardzo gorącym płomieniem (~3000°C — palniki acetylenowo-tlenowe).
Alkiny też ulegają addycji — mając wiązanie potrójne mogą przyłączyć dwie cząsteczki reagenta (etapami).
Na specjalnym katalizatorze (katalizator Lindlara) można zatrzymać uwodornienie alkinu po przyłączeniu jednej cząsteczki H₂ — powstaje wtedy alken (konkretnie izomer cis). To poziom rozszerzony, ale pokazuje, że addycję do alkinu da się kontrolować etapami.
Addycja wody do alkinów idzie wg reguły Markownikowa i tworzy nietrwały enol, który przegrupowuje się (tautomeria keto-enolowa) w trwalszy produkt. Dla wyższych alkinów powstaje keton (np. propyn → aceton). Tylko etyn (acetylen) daje wyjątkowo aldehyd octowy.
Alkiny, jak alkeny, odbarwiają wodę bromową i KMnO₄ — potwierdza to wiązanie wielokrotne.
Silne utlenianie alkinu ROZRYWA wiązanie potrójne całkowicie — oba fragmenty utleniają się do kwasów karboksylowych (lub CO₂, jeśli fragment to terminalne ≡CH).
| Fragment przy C≡C | Produkt po rozszczepieniu |
|---|---|
| ≡CH (koniec łańcucha, terminalny) | CO₂ |
| ≡C–R | R–COOH (kwas karboksylowy) |
| Test | Alkan | Alken | Alkin (terminalny) |
|---|---|---|---|
| Woda bromowa | brak reakcji (nie odbarwia) | odbarwia (addycja) | odbarwia (addycja, wolniej — 2 etapy) |
| Roztwór KMnO₄ (próba Baeyera) | brak reakcji | odbarwia, brunatny osad MnO₂ | odbarwia, brunatny osad MnO₂ |
| Roztwór [Ag(NH₃)₂]⁺ | brak reakcji | brak reakcji | osad acetylenku (TYLKO terminalny) |
Najpierw woda bromowa/KMnO₄ (odróżnia alkan od reszty), potem [Ag(NH₃)₂]⁺ (odróżnia alkin terminalny od alkenu/alkinu wewnętrznego) — dwa testy w kolejności jednoznacznie klasyfikują nieznany węglowodór.
Alkiny z końcowym wiązaniem potrójnym (terminalne, np. acetylen HC≡CH) mają słabo kwaśny atom H przy węglu o hybrydyzacji sp. Dzięki temu reagują z metalami aktywnymi i niektórymi solami metali, dając acetylenki.
Z sodem (wydziela się wodór):
Z solami metali — reakcje charakterystyczne (testy):
Tworzenie acetylenków (osad z solami Ag⁺/Cu⁺) zachodzi TYLKO dla alkinów z końcowym wiązaniem potrójnym (terminalnych, mających H przy węglu sp). Alkeny tego nie robią, alkiny wewnętrzne (np. but-2-yn) też nie. Dlatego to świetny test, który odróżnia alkin terminalny od alkenu i od alkinu wewnętrznego — bo samo odbarwianie wody bromowej/KMnO₄ tego nie rozróżni.
Etyn (acetylen) HC≡CH to najprostszy i najważniejszy alkin.

Reakcje addycji — acetylen przyłącza H₂, Br₂, HCl, wodę; surowiec do syntez (chlorek winylu → PVC).
| Cecha | Alkeny | Alkiny |
|---|---|---|
| Wiązanie | podwójne C=C | potrójne C≡C |
| Wzór ogólny | CₙH₂ₙ | CₙH₂ₙ₋₂ |
| Hybrydyzacja | sp² | sp |
| Addycja | 1 cząsteczka | 2 cząsteczki |
| Woda bromowa / KMnO₄ | odbarwia | odbarwia |
| Acetylenki (osad z Ag⁺/Cu⁺) | NIE tworzą | tylko terminalne (np. acetylen) |
Oba odbarwiają wodę bromową i KMnO₄ (mają wiązania wielokrotne) — same te testy nie odróżnią alkenu od alkinu. Różnica: alkin ma wiązanie potrójne, więc przyłącza dwa razy więcej reagenta w addycji niż alken.
| Zagadnienie | Częstość | Trudność |
|---|---|---|
| Reakcja addycji i reguła Markownikowa | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Średni |
| Odróżnianie od alkanów (woda bromowa, KMnO₄) | ⭐⭐⭐⭐⭐ | Łatwy–Średni |
| Polimeryzacja | ⭐⭐⭐⭐ | Średni |
| Nazewnictwo i izomeria (cis–trans) | ⭐⭐⭐⭐ | Średni |
| Otrzymywanie (eliminacja) | ⭐⭐⭐ | Średni |
Konkretne rzeczy, na których CKE najczęściej „łapie" w tym dziale. Sprawdź, czy nie wpadasz w żadną:
Wodór przyłącza się do atomu C z większą liczbą atomów H („bogaty bogaci się"). Mylenie kierunku = błędny produkt.
Alkeny/alkiny odbarwiają wodę bromową (addycja do wiązania). To test na wiązanie wielokrotne.
Wiązanie wielokrotne → addycja (przyłączenie). Mylenie z substytucją alkanów to częsty błąd.
Eten → polieten. Trzeba znać zapis merów i warunki.
Każdy temat ma osobną rubrykę z zadaniami i własnym paskiem postępu. Rozwiąż zadanie samodzielnie, potem kliknij „Pokaż rozwiązanie".
a) C₄H₈ buten b) C₃H₄ propyn
Treść: Pewien alken ma masę molową 56 g/mol. Ustal jego wzór sumaryczny.
| M alkenu | 56 g/mol |
| wzór ogólny | CₙH₂ₙ |
Treść: Napisz, jaki gaz i jaki drugi produkt powstają w reakcji węglika wapnia CaC₂ z wodą.
Treść: Podaj liczbę izomerów (konstytucyjnych i geometrycznych łącznie) o wzorze C₄H₈ będących alkenami.
| wzór | C₄H₈ (alkeny) |
Treść: Podaj liczbę wiązań σ i π oraz hybrydyzację atomów węgla w etynie HC≡CH.
| etyn | HC≡CH |
Treść: Napisz produkt i typ reakcji odwodnienia etanolu CH₃CH₂OH w obecności stężonego H₂SO₄ (180°C).
| substrat | CH₃CH₂OH |
Woda bromowa: eten ją odbarwia (addycja), etan nie reaguje
Treść: Zaproponuj odczynnik pozwalający odróżnić eten od etanu. Podaj obserwację dla etenu.
Treść: Wyjaśnij, dlaczego eten odbarwia wodę bromową, a etan nie. Napisz produkt reakcji etenu z Br₂.
| eten | CH₂=CH₂ |
| etan | CH₃CH₃ |
Treść: Etyn (acetylen) reaguje z amoniakalnym roztworem AgNO₃, dając osad. Wyjaśnij, dlaczego, i czym różnią się alkiny terminalne od wewnętrznych.
| etyn | HC≡CH |
CH₃-CHBr-CH₃ (2-bromopropan) — Br do węgla uboższego w wodór (Markownikow)
Treść: Podaj nazwę i wzór produktu przyłączenia wody do etynu (C₂H₂) w środowisku kwasowym, w obecności soli rtęci(II) — reakcja Kuczerowa.
Treść: Podaj wzór i nazwę głównego produktu przyłączenia bromowodoru HBr do propenu CH₃–CH=CH₂.
Treść: Podaj nazwę głównego produktu przyłączenia wody do but-1-ynu CH₃–CH₂–C≡CH (kat. H⁺, Hg²⁺).
Treść: Uzupełnij produkty reakcji przyłączenia: a) propyn + H₂O (kat. H⁺, Hg²⁺) →, b) eten + Br₂ →, c) etyn + 2 H₂ (kat. Ni) →.
Treść: Napisz główny produkt addycji HBr do propenu CH₂=CH-CH₃ zgodnie z regułą Markownikowa.
| substrat | CH₂=CH-CH₃ + HBr |
Treść: Napisz produkt addycji wody (hydratacji) do etenu w obecności katalizatora kwasowego.
| substrat | CH₂=CH₂ + H₂O |
Treść: Do 5,6 g etenu przyłączono brom. Oblicz masę zużytego Br₂. (M(C₂H₄)=28, M(Br₂)=160)
| m(C₂H₄) | 5,6 g |
Treść: Napisz wzór meru (jednostki powtarzalnej) polietylenu powstającego z etenu. Jaki to typ reakcji?
| monomer | CH₂=CH₂ |
a) C₄H₈ b) butan-2-ol c) odbarwia wodę bromową
Treść: Napisz równanie spalania całkowitego etenu C₂H₄ i podaj współczynnik przy O₂.
| związek | C₂H₄ |