Наибольшее практическое значение среди сопряжённых диенов имеют:

По химическим свойствам диеновые углеводороды подобны алкенам – дают те же качественные реакции (обесцвечивают растворы брома или перманганата калия), легко окисляются и вступают в реакции присоединения по электрофильному и радикальному механизмам. Однако сопряжённые диены отличаются от алкенов и других диенов характерными особенностями, которые обусловлены делокализацией (рассредоточением) π-электронов (часть I, Делокализованные π-связи).

Молекула бутадиена-1,3 СН₂=СН–СН=СН₂ содержит четыре атома углерода в sp²-гибридизованном состоянии и имеет плоское строение (все атомы углерода и водорода лежат в одной плоскости).

Построение атомно-орбитальной модели
(интерактивная анимация)

π-Электроны двойных связей образуют единое π-электронное облако (сопряжённую систему) и делокализованы между всеми атомами углерода.

Порядок связей (число общих электронных пар) между атомами углерода имеет промежуточное значениеПо квантовохимическим расчётам в молекуле бутадиена-1,3 порядок концевых связей C(1)-C(2) и С(3)-С(4) равен 1,894, порядок центральной связи С(2)-С(3) равен 1,447. между 1 и 2 , то есть нет чисто одинарной и чисто двойных связей. Строение бутадиена более точно отражает формула с делокализованными связями.

Аналогично построены молекулы изопрена CH₂=C(CH₃)-CH=CH₂:

Образование единого π-электронного облака, охватывающего 4 атома углерода, приводит к возможности присоединения реагента по концам этой системы, то есть к атомам С(1) и С(4). Поэтому дивинил и изопрен наряду с присоединением реагента по одной из концевых двойных связей (1,2- или 3,4-) вступают в реакции 1,4-присоединения. Соотношение продуктов 1,2- (3,4-) и 1,4-присоединения зависит от условий реакции (с повышением температуры обычно увеличивается вероятность 1,4-присоединения). В избытке реагента присоединение происходит по обеим кратным связям.

Делокализованные π-связи отличаются от локализованных (изолированных) π-связей более высокой поляризуемостьюПоляризуемость связи – способность к смещению электронов и приобретению дипольного момента под влиянием внешнего электрического поля, в том числе при действии полярного реагента. Поляризуемость сопряжённых π-связей зависит от числа делокализованных электронов. Чем меньше система сопряжения и число её электронов, тем ниже поляризуемость.. Это расширяет реакционную способность сопряженных диенов: кроме реакций радикального и электрофильного присоединения, свойственных алкенам, возможно также нуклеофильное присоединение (часть I. Нуклеофильные реакции). Например, бутадиен и изопрен вступают в реакцию анионной полимеризации под действием щелочных металлов или металлоорганических соединений, в ходе которой образуются карбанионыКарбанион – частица с отрицательным зарядом на атоме углерода, имеющем неподелённую электронную пару. Например: (сильные нуклеофилы), способные присоединять молекулы диена.