Węglowodory to grupa związków organicznych, które składają się jedynie z atomów węgla i wodoru. Ze względu na budowę szkieletu węglowego węglowodory możemy podzielić na dwie grupy: alifatyczne (łańcuchowe) oraz cykliczne (pierścieniowe). Wśród węglowodorów łańcuchowych można wyróżnić alkany, czyli węglowodory nasycone (posiadają wyłącznie wiązania pojedyncze w łańcuchu węglowym) oraz węglowodory nienasycone, czyli alkeny (mają jedno wiązanie podwójne między atomami węgla) i alkiny (z jednym wiązaniem potrójnym między atomami węgla w cząsteczce).
Alkany mają między atomami węgla jedynie trwałe wiązania, co wpływa na ich małą aktywność chemiczną, Są one odporne na działanie silnych kwasów i zasad, reduktorów i utleniaczy. Praktycznie ulegają jedynie reakcji z fluorowcami, a i ten proces zachodzi dopiero po naświetleniu mieszaniny reakcyjnej światłem o wysokiej energii:
CH4 + Cl2 = CH3Cl + HCl
CH3Cl + Cl2 = CH2Cl2 + HCl
Można więc stwierdzić, że procesy te prowadzą do podstawienia (substytucji) atomu wodoru przez atom fluorowca. Substytucja jest charakterystycznym typem reakcji dla węglowodorów nasyconych.
Wiązania wielokrotne w cząsteczkach węglowodorów nienasyconych (alkenach i alkinach) charakteryzują się mniejszą trwałością niż wiązania pojedyncze w cząsteczkach alkanów i mogą one stosunkowo łatwo ulec rozerwaniu. Jest to powodem dużej aktywności węglowodorów nienasyconych, które mogą stosunkowo łatwo ulegać reakcji addycji (przyłączania). Węglowodory nienasycone łatwo reagują z:
- wodorem
CH2 = CH - CH3 + H2 ® CH3 - CH2 - CH3
- fluorowcami
CH2 = CH - CH3 + Br2 ® BrCH2 - CHBr - CH3
- halogenowodorami (HCl, HBr, HF i HI)
CH2 = CH - CH3 + HBr ® CH3 - CHBr - CH3
- wodą (powstają alkohole)
Jeśli zapisujemy równanie reakcji addycji halogenowodoru niesymetrycznej cząsteczki węglowodoru nienasyconego trzeba pamiętać o regule Markownikowa (czyli wodór z cząsteczki halogenowodoru przyłączy się do atomu węgla, który przed reakcją miał więcej atomów wodoru, natomiast fluorowiec - do tego atomu węgla, który miał mniej atomów wodoru).
Oprócz addycji alkeny i alkiny ulegają reakcji polimeryzacji, która polega na łączeniu się pojedynczych cząsteczek w związki o wielkich cząsteczkach, zwane polimerami.
