有机化学竞赛辅导教案.docx

《有机化学竞赛辅导教案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《有机化学竞赛辅导教案.docx（107页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、有机化学竞赛辅导教案第一章 绪论一. 有机化合物和有机化学有机化合物是指碳氢化合物及其衍生物。有机化学是探讨有机合物的结构特征.合成方法和理化性质等的化学。二. 有机化合物的特点碳原子的价电子层 1S22S22P2 因此，有机物分子是共价键结合。1. 可燃性：绝大多数有机物都是可燃的。2. 耐热性、熔点、沸点低：3. 水溶性 ：小 ，原理依据，相像相溶原理、与水形成氢键的实力。4. 导电性能：差。5. 反应速度：慢。6. 反应产物：常有副产物，副反应。7. 普遍在同分异构体同分异构体是指分子式相同结构式不同，理化性质不同的化分物。三. 有机化合物的结构理论1858年凯库勒和古柏尔提出有机化合物

2、分子中碳原子是四价及碳原子之间相互连接成碳链的概念，成为有机化合物分子结构的，最原始和最基础的理论。1861年布特列洛夫对有机化合物的结构提出了较完整的的概念，提出原子之间存在着相互的影响。1874年范荷夫和勒贝尔建立分子的立体概念，说明白对映异构和顺反异构现象。*碳原子总是四价的，碳原子自相结合成键，构造和构造式方式的化学式叫构造式(结构式).用两小点表示一对共用电子对的构造式叫电子式,用短横线(-)表示共价键的构造式叫价键式.有时可用只表达官能团结构特点的化学式,既结构简式.四. 共价键的性质 1. 键长 ：形成共价键的两个原子核间距离。 2. 键角 ：两个共价键之间的夹角。 3. 键能

3、：指断单个特定共价键所汲取的能量,也称为该键的离解能。 共价键的键能是断裂分子中全部同类共价键所需离解能的平均值。 4. 键的极性： 键的极性与键合原子的电负性有关,一些元素电负性数值大的原子具有强的吸电子实力。常见元素电负性为： H C N O F Si P S Cl Br I 对于两个相同原子形成的共价键来说，可以认为成键电子云是匀称的分布在两核之间，这样的共价键没有极性，为非极性共价键。但当两个不同原子形成共价键时，由于原子的电负性不同，成键电子云偏向电负性大的原子一边，这样一个原子带有部分正电荷。电子云不完全对称而呈现极性共价键叫做极性共价键。 键的极性大小，通常用偶极矩表示：.5.

4、分子的偶极五. 有机化合物的分类1. 按基本骨架分类(1) 脂肪族化合物： 分子中碳原子相互结合成碳链或碳环。(2) 芳香族化合物： 碳原子连接成特殊的芳香环。(3) 杂环化合物： 这类化合物具有环状结构，但是组成环的原子除碳外，还有氧.硫.氮等其他元素的原子。2. 按官能团分类 官能团是确定某类化合物的主要性质的原子、原子团或特殊结构。明显，含有相同官能团的有机化合物具有相像的化学性质。 常见的官能团及相应化合物的类别碳碳双键 烯烃碳碳叁键 炔烃卤素原子 X 卤代烃羟基 OH 醇、酚醚基 醚醛基 醛 羰基 酮等羧基 羧酸酰基 酰基化合物氨基 NH2 胺硝基 NO2 硝基化合物磺酸基 SO3H

5、 磺酸巯基 SH 硫醇、硫酚氰基 CN 腈第二章 链烃 由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作碳氢化合物，简称为烃。分子中碳原子连接成链状的烃，称为链烃。 依据分子中所含碳和氢两种原子比例的不同，链烃可分为烷烃.烯烃和炔烃。其中烷烃是饱和烃，烯烃和炔烃为不饱和烃。第一节 烷烃一定义、通式和同系列 定义：由碳和氢两种元素组成的饱和烃称为烷烃。 通式： CnH2n+2 同系列： 相邻的两种烷烃分子组成相差一个碳原子和两个氢原子，像这样结构相像，而在组成上相差一个或几个CH2的一系列化合物称为同系列。二同分异构体 甲烷、乙烷和丙烷没有同分异构体，从丁烷开始产生同分异构体。 碳链异构体：因为碳原子的连接依

6、次不同而产生的同分异构体。 随着分子中碳原子数目的增加，碳链异构体的数目快速增多。三烷烃的结构 碳原子的最外层上有4个电子，电子排布为1S22S22P2，碳原子通过SP3杂化形成四个完全相同的SP3杂化轨道，所谓杂化就是由若干个不同类型的原子轨道混合起来，重新组合成数目相等的.能量相同的新轨道的过程。由1个S轨道与3个P轨道通过杂化后形成的4个能量相等的新轨道叫做SP3杂化轨道，这种杂化方式叫做SP3杂化。 在形成甲烷分子时，4个氢原子的S轨道分别沿着碳原子的SP3杂化轨道的对称轴靠近，当它们之间的吸引力与斥力达到平衡时，形成了4个等同的碳氢 键。 试验证明甲烷分子是正四面体型的。4个氢原子占

7、据正四面体的四个顶点，碳原子核处在正四面体的中心，四个碳氢键的键长完全相等，全部键角均为109.5。 键的特点：（1）重叠程度大，不简单断裂，性质不活泼。 （2）能围绕其对称轴进行自由旋转。四烷烃的命名 碳原子的类型： 伯碳原子：（一级）跟另外一个碳原子相连接的碳原子。 仲碳原子：（二级）跟另外二个碳原子相连接的碳原子。 叔碳原子：（三级）跟另外三个碳原子相连接的碳原子。 季碳原子：（四级）跟另外四个碳原子相连接的碳原子。1 一般命名法其基本原则是：（1）含有10个或10个以下碳原子的直链烷烃，用天干依次甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸10个字分别表示碳原子的数目，后面加烷字。例如： C

8、H3CH2CH2CH3 命名为正丁烷。（2）含有10个以上碳原子的直链烷烃，用小写中文数字表示碳原子的数目。如CH3（CH2）10CH3命名为正十二烷。（3）对于含有支链的烷烃，则必需在某烷前面加上一个汉字来区分。在链端第2位碳原子上连有1个甲基时，称为异某烷，在链端第二位碳原子上连有2个甲基时，称为新某烷。 如： 正戊烷 异戊烷 新戊烷 2 系统命名法系统命名法是我国依据1892年曰内瓦国际化学会议首次拟定的系统命名原则。国际纯粹与应用化学联合会（简称IUPAC法）几次修改补充后的命名原则，结合我国文字特点而制定的命名方法，又称曰内瓦命名法或国际命名法。烷基：烷烃分子去掉一个氢原子后余下的部

9、分。其通式为CnH2n+1-，常用R-表示。常见的烷基有： 甲基 CH3 （Me） 乙基 CH3CH2 （Et） 正丙基 CH3CH2CH2 （n-Pr） 异丙基 （CH3）2CH （iso-Pr） 正丁基 CH3CH2CH2CH2 （n-Bu） 异丁基 （CH3）2CHCH2 （iso-Bu） 仲丁基 （sec-Bu） 叔丁基 （CH3）3C （ter-Bu） 在系统命名法中，对于无支链的烷烃，省去正字。对于结构困难的烷烃，则按以下步骤命名：（1） 选择分子中最长的碳链作为主链，若有几条等长碳链时，选择支链较多的一条为主链。依据主链所含碳原子的数目定为某烷，再将支链作为取代基。此处的取代基都

10、是烷基。（2） 从距支链较近的一端开始，给主链上的碳原子编号。若主链上有2个或者个以上的取代基时，则主链的编号依次应使支链位次尽可能低。（3） 将支链的位次及名称加在主链名称之前。若主链上连有多个相同的支链时，用小写中文数字表示支链的个数，再在前面用阿拉伯数字表示各个支链的位次，每个位次之间用逗号隔开，最终一个阿拉伯数字与汉字之间用半字线隔开。若主链上连有不同的几个支链时，则按由小到大的依次将每个支链的位次和名称加在主链名称之前。（4） 假如支链上还有取代基时，则必需从与主链相连接的碳原子开始 ，给支链上的碳原子编号。然后补充支链上烷基的位次.名称及数目。五物理性质1状态：在常温常压下，1至4

11、个碳原子的直链烷烃是气体，5至16个碳原子的是液体，17个以上的是固体。2沸点：直链烷烃的沸点随分子量的增加而有规律地上升。而低级烷烃的沸点相差较大，随着碳原子的增加，沸点上升的幅度渐渐变小。沸点的凹凸取决于分子间作用力的大小。烷烃是非极性分子，分子间的作用力（即范德华力）主要是色散力，这种力是很微弱的。色散力与分子中原子数目及分子的大小成正比，这是由于分子量大的分子运动须要的能量也大。多一个亚甲基时，原子数目和分子体积都增大了，色散力也增大，沸点即随之上升。色散力是一种近程力，它只有在近距离内才能有效地发挥作用，随着分子间距离的增大而快速减弱。带着支链的烷烃分子，由于支链的阻碍，分子间不能像

12、直链烷烃那样紧密地靠在一起，分子间距离增大了，分子间的色散力减弱，所以支链烷烃的沸点比直链烷烃要低。支链越多，沸点越低。3熔点：直链烷烃的熔点，其本上也是随分子量的增加而渐渐上升。但偶数碳原子的烷烃熔点增高的幅度比奇数碳原子的要大一些。形成一条锯齿形的曲线。烷烃的熔点也主要是由分子间的色散力所确定的。固体分子的排列很有秩序，分子排列紧密，色散力强。固体分子间的色散力，不仅取决于分子中原子的数目和大小，而且也取决于它们在晶体中的排列状况。X-光结构分析证明：固体直链烷烃的晶体中，碳链为锯齿形的，由奇数碳原子组成的锯齿状链中，两端的甲基处在一边，由偶数碳原子组成的锯齿状链中，两端的甲基处在相反的位

13、置。即偶数碳原子的烷烃有较大的对称性，因而使偶数碳原子链比奇数碳原子更为紧密，链间的作用力增大，所以偶数碳原子的直链烷烃的熔点要高一些。4溶解度：烷烃是非极性分子，又不具备形成氢键的结构条件，所以不溶于水，而易溶于非极性的或弱极性的有机溶剂中。5密度：烷烃是在全部有机化合物中密度最小的一类化合物。无论是液体还是固体，烷烃的密度均比水小。随着分子量的增大，烷烃的密度也渐渐增大。六化学性质 烷烃是非极性分子，分子中的碳碳键或碳氢键是非极性或弱极性的键，因此在常温下烷烃是不活泼的，它们与强酸.强碱.强氧化剂.强还原剂及活泼金属都不发生反应。点燃1 氧化反应：烷烃很简单燃烧，燃烧时发出光并放出大量的热

14、，生成CO2和 H2O。CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 热量MnO2 在限制条件时,烷烃可以部分氧化,生成烃的含氧衍生物。例如石蜡（含2040个碳原子的高级烷烃的混合物）在特定条件下氧化得到高级脂肪酸。 RCH2CH2R + O2 RCOOH + RCOOH5002、裂化：烷烃在隔绝空气的条件下加强热，分子中的碳碳键或碳氢键发生断裂，生成较小的分子，这种反应叫做热裂化。如：CH3CH2CH2CH3 CH4 + CH2=CHCH3 CH3CH3 + CH2=CH2 CH2=CHCH2CH3 + H23、 取代反应：卤代反应是烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代。h将甲烷与氯气混合，在漫

15、射光或适当加热的条件下，甲烷分子中的氢原子能逐个被氯原子取代，得到多种氯代甲烷和氯化氢的混合物。h CH4 +Cl2 CH3Cl + HClh CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HClh CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl卤素反应的活性次序为：F2 Cl2 Br2 I2对于同一烷烃,不同级别的氢原子被取代的难易程度也不是相同的。大量的实 验证明叔氢原子最简单被取代，伯氢原子最难被取代。卤代反应机理：试验证明，甲烷的卤代反应机理为游离基链反应，这种反应的特点是反应过程中形成一个活泼的原子或游离基。其反应过程如下：h（1）链引发:

16、 在光照或加热至250400度时，氯分子汲取光能而发生共价键的均裂，产生两个氯原子游离基，使反应引发。Cl2 2Cl（2）链增长： 氯原子游离基能量高，反应性能活泼。当它与体系中浓度很高的甲烷分子碰撞时，从甲烷分子中夺取一个氢原子，结果生成了氯化氢分子和一个新的游离基甲基游离基。 Cl + CH4 HCl + CH3甲基游离基与体系中的氯分子碰撞,生成一氯甲烷和氯原子游离基. CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl反应一步又一步地传递下去，所以称为链反应。 CH3Cl + Cl CH2Cl + HCl3 CH2Cl + Cl2 CH2Cl2 + Cl （3）链终止： 随着反应的进行，甲烷快速

17、消耗，游离基的浓度不断增加，游离基与游离基之间发生碰撞结合生成分子的机会就会增加。 Cl + Cl Cl2 CH3 + CH3 CH3CH3 CH3 + Cl CH3Cl七重要的烷烃第二节 烯烃一、定义、通式和同分异构体定义：分子中含有碳碳双键的不饱和烃。通式：CnH2n同分异构体：（1）碳链异构体。 （2）位置异构体。 二结构 乙烯分子中的碳碳双键的键能为610KJmol-1，键长为134pm，而乙烷分子中碳碳单键的键能为345 KJmol-1，键长为154pm。比较可知，双键盘并不是单键的加合。乙烯分子中的碳原子，在形成乙烯分子时，采纳SP2杂化，即以1个2S轨道与2个2P轨道进行杂化，组

18、成3个能量完全相等、性质相同的SP2杂化轨道。在形成乙烯分子时，每个碳原子各以2个SP2杂化轨道形成2个碳氢键，再以1个SP2杂化轨道形成碳碳键。5个键都在同一个平面上，2个碳原子未参与杂化的2P轨道，直于5个键所在的平面而相互平行。这两个平行的P轨道，侧面重叠，形成一个键。乙烯分子中的全部原子都不得在同一个平面上，乙烯分子为平面分子。键的特点：（1）重叠程度小，简单断裂，性质活泼。 （2）受到限制，不能自由旋转。否则键断裂。三烯烃的命名（1）：选择含有双键的最长碳链为主链，命名为某烯。（2）：从靠近双键的一端开始，给主链上的碳原子编号。（3）以双键原子中编号较小的数字表示双键的位号，写在烯的

19、名称前面，再在前面写出取代基的名称和所连主链碳原子的位次。顺反异构体的命名：定义：由于碳碳双键（或碳环）不能旋转而导致的分子中原子或基团在空间的排列形式不同而引起的异构现象。构型：化合物在空间的排列方式。通式： 当双键碳上其中有一个碳原子上连有两个相同的原子或原子团时，则不存在顺反异构。用Z、E标记法时，首先依据次序规则分别确定双键两端碳原子上所连接的原子或基团的次序大小。假如双键的2个碳原子连接的次序大的原子或基团在双键的同一侧，则为Z式构型，假如双键的2个碳原子上连接的次序大的原子或原子团在双键的异侧时，则为E构型。次序规则的要点为：（1）先比较直接与双键相连的原子，原子序数大的排在前面。

20、（2）假如与双键碳原子直接相连的原子相同时，则比较与该原子相连的原子序数。不是计算原子序数之和，而是以原子序数大的原子所在的基团在前。（3）假如与双键碳原子直接相连的原子相同，而该原子又以重键与别的原子相连时，则按重键级别分别以两个或三个相同原子计算。四物理性质1在常温常压下，24个碳原子的烯烃为气体，515个碳原子的为液体，高级烯烃为固体。2熔点、沸点和相对密度都随分子量的增加而上升。五化学性质 （一）加成反应定义：碳碳双键中的键断裂，两个一价原子或原子团分别加到键两端的碳原子上，形成两个新的键，生成饱和的化合物。1催化加氢Ni在催化剂作用下，烯烃与氢发生加成反应生成相应的烷烃。 CH2=C

21、H2 + H2 CH3CH3CCl42加卤素 CH2=CH2 + Br2 CH2BrCH2Br 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中，溴的颜色很快褪去，常用这个反应来检验烯烃。3加卤化氢 CH2=CH2 + HI CH3CH2I同一烯烃与不同的卤化氢加成时，加碘化氢最简单，加溴化氢次之，加氯化氢最难。2 加硫酸（加水）烯烃能与浓硫酸反应，生成硫酸氢烷酯。硫酸氢烷酯易溶于硫酸，用水稀释后水解生成醇。工业上用这种方法合成醇，称为烯烃间接水合法。CH3CH=CH2 + H2SO4 CH3CH(OSO3H)CH3 CH3CH(OH)CH3 + H2SO45、加次卤酸 烯烃与次卤酸加成，生成-卤代醇。由于次卤酸

22、不稳定，常用烯烃与卤素的水溶液反应。如： CH2=CH2 + HOCl CH2(OH)CH2Cl(二）氧化反应烯烃很简单发生氧化反应，随氧化剂和反应条件的不同，氧化产物也不同。氧化反应发生时，首先是碳碳双键中的键打开；当反应条件猛烈时，键也可断裂。这些氧化反应在合成和 定烯烃分子结构中是很有价值的。1、被高锰酸钾氧化碱性用碱性冷高锰酸钾稀溶液作氧化剂，反应结果使双键碳原子上各引入一个羟基，生成邻二醇。CH2=CH2 + KMnO4 + H2O CH2(OH)CH2(OH) + MnO2 + KOH若用酸性高锰酸钾溶液氧化烯烃，则反应快速发生，此时，不仅键打开，键也可断裂。双键断裂时，由于双键碳

23、原子连接的烃基不同，氧化产物也不同。CH2=CH2 + KMnO4 + H2SO4 2CO2 + MnO2 CH3CH=CH2 + KMnO4 + H2SO4 CH3COOH + CO2CH3CH=CHCH3 + KMnO4 + H2SO4 2CH3COOHCH3C(CH3)=CHCH3 + KMnO4 + H2SO4 CH3COOH +CH3COCH32、臭氧化在低温时，将含有臭氧的氧气流通入液体烯烃或烯烃的四氯化碳溶液中，臭氧快速与烯烃作用，生成粘稠状的臭氧化物，此反应称为臭氧化反应。如： + 臭氧化物在游离状态下很不稳定，简单发生爆炸。在一般状况下，不必从反应溶液中分别出来，可直接加水进

24、行水解，产物为醛或酮，或者为醛酮混合物，另外还有过氧化氢生成。为了避开生成的醛被过氧化氢接着氧化为羧酸，臭氧化物水解时需在还原剂存在的条件下进行，常用的还原剂为锌粉。不同的烯烃经臭氧化后再在还原剂存在下进行水解，可以得到不同的醛或酮。例如：O3Zn + O3Zn + 烯烃经臭氧化再水解，分子中的CH2=部分变为甲醛，RCH=部分变成醛，R2C=部分变成酮。这样，可通过测定反应后的生成物而推想原来烯烃的结构。（三）聚合反应在肯定的条件下，烯烃分子中的键断裂，发生同类分子间的加成反应，生成高分子化合物（聚合物），这种类型的聚合反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。 CH2CH2n （四）-H的活性反

25、应双键是烯烃的官能，与双键碳原子直接相连的碳原子上的氢，因受双键的影响，表现出肯定的活泼性，可以发生取代反应和氧化反应。例如，丙烯与氯气混合，在常温下是发生加成反应，生成1，2-二氯丙烷。而在500的高温下，主要是烯丙碳上的氢被取代，生成3-氯丙烯。常温 500 CH3CH=CH2 + Cl2 CH3CHClCH2Cl CH3CH=CH2 + Cl2 CH2ClCH=CH2六、烯烃加成反应的反应机理1、亲电加成反应机理NaCl水 将乙烯通入含溴的氯化钠水溶液，反应产物除了BrCH2CH2Br外，还有少量BrCH2CH2Cl生成，但没有ClCH2CH2Cl. CH2=CH2 + Br2 CH2B

26、rCH2Br + CH2BrCH2Cl 这一试验表明，乙烯与溴的加成反应，不是简单地将乙烯的双键打开，溴分子分成两个溴原子，同时加到两个碳原子上这样一步完成的。假如是这样的话，则生成物应当只有BrCH2CH2Br，不应当有BrCH2CH2Cl，因Cl-是不能使BrCH2CH2Br转变为BrCH2CH2Cl的。由此可知，乙烯与溴的加成反应不是一步完成的，而是分步进行的。 当溴分子接近双键时，由于电子的排斥，使非极性的溴溴键发生极化，离键近的溴原子带部分正电荷，另一溴原子带部分负电荷。带部分正电荷的溴原子对双键的亲电进攻，生成一个缺电子的碳正离子。 而碳正离子中，带正电荷的碳原子的空P轨道，可与其

27、邻位碳原子上的溴原子带有末共用电子对的P轨道相互重叠，形成一个环状的溴 正离子。可用下式表示：接着溴负离子进攻溴 正离子中的一个碳原子，得到加成产物。 + Br- 从上述的反应过程可以看出：（1）在这个有机反应过程中，有离子的生成及其变化，属于离子型反应。（2）两个溴原子的加成是分步进行的，而首先进攻碳碳双键的是溴分子中带部分正电荷的溴原子，在整个反应中，这一步最慢，是确定反应速度的一步。所以这个反应称为亲电性离子型反应，溴在这个反应中作亲电试剂。（3）两个溴原子先后分别加到双键的两侧，属于反式加成。2、马尔科夫尼要夫规则当乙烯与卤化氢加成时，卤原子或氢原子不论加到哪个碳原子上，产物都是相同的

28、。因为乙烯是对称分子。但丙烯与卤化氢加成时，状况就不同了，有可能生成两种加成产物：CH3CH=CH2 + HX CH3CH2CH2X CH3CHXCH3试验证明，丙烯与卤化氢加成时，主要产物是2-卤丙烷。即当不对称烯烃与卤化氢加成时，氢原子主要加到含氢较多的双键碳原子上，这一规律称为马尔科夫尼可夫规则，简称马氏规则。马氏规则可用烯烃的亲电加成反应机理来说明。由于卤化氢是极性分子，带正电荷的氢离子先加到碳碳双键中的一个碳原子上，使碳碳双键中的另一个碳原子形成碳正离子，然后碳正离子再与卤素负离子结合形成卤代烷。其中第一步是确定整个反应速度的一步，在这一步中，生成的碳正离子愈稳定，反应愈简单进行。一

29、个带电体系的稳定性，取决于所带电荷的分布状况，电荷愈分散，体系愈稳定。碳正离子的稳定性也是如此，电荷愈分散，体系愈稳定。以下几种碳正离子的稳定性依次为： CH3+ CH3CH2+ (CH3)2CH+ (CH3)3C+甲基与氢原子相比，前者是排斥电子的基团。当甲基与带正电荷的中心碳原子相连接时，共用电子对向中心碳原子方向移动，中和了中心碳原子上的部分正电荷，即使中心碳原子的正电荷分散，而使碳正离子稳定性增加。与中心碳原子相连的甲基愈多，碳正离子的电荷 愈分散，其稳定性愈高。因此，上述4个碳正离子的稳定性，从左至右，逐步增加。七、重要的烯烃1、乙烯 为稍有甜味的无色气体。燃烧时火焰光明但有烟；当空

30、气中含乙烯3-33。5时，则形成爆炸性的混合物，遇火星发生爆炸。在医药上，乙烯与氧的混合物可作麻醉剂。工业上，乙烯可以用来制备乙醇，也可氧化制备环氧乙烷，环氧乙烷是有机合成上的一种重要物质。还可由乙烯制备苯乙烯，苯乙烯是制造塑料和合成橡胶的原料。乙烯聚合后生成的聚乙烯，具有良好的化学稳定性。2、丙烯 为无色气体，燃烧时产生光明的火焰。在工业上大量地用丙烯来制备异丙醇和丙酮。另外，可用空气直接氧化丙烯生成丙烯醛。第三节 炔烃 一、定义、通式和同分异构体定义：分子中含有碳碳叁键的不饱和烃。通式：CnH2n-2同分异构体：与烯烃相同。 二、结构在乙炔分子中，两个碳原子采纳SP杂化方式，即一个2S轨道

31、与一个2P轨道杂化，组成两个等同的SP杂化轨道，SP杂化轨道的形态与SP2、SP3杂化轨道相像，两个SP杂化轨道的对称轴在一条直线上。两个以SP杂化的碳原子，各以一个杂化轨道相互结合形成碳碳键，另一个杂化轨道各与一个氢原子结合，形成碳氢键，三个键的键轴在一条直线上，即乙炔分子为直线型分子。每个碳原子还有两个末参与杂化的P轨道，它们的轴相互垂直。当两个碳原子的两P轨道分别平行时，两两侧面重叠，形成两个相互垂直的键。 三、命名炔烃的命名原则与烯烃相同，即选择包含叁键的最长碳链作主链，碳原子的编号从距叁键最近的一端开始。若分子中即含有双键又含有叁键时，则应选择含有双键和叁键的最长碳链为主链，并将其命

32、名为烯炔（烯在前、炔在后）。编号时，应使烯、炔所在位次的和为最小。例如： 3-甲基-4-庚烯-1-炔但是，当双键和叁键处在相同的位次时，即烯、炔两碳原子编号之和相等时，则从靠近双键一端开始编号。如： 1-丁烯-3-炔 四、物理性质与烯烃相像，乙炔、丙炔和丁炔为气体，戊炔以上的低级炔烃为液体，高级炔烃为固体。简单炔烃的沸点、熔点和相对密度比相应的烯烃要高。炔烃难溶于水而易溶于有机溶剂。 五、化学性质 （一）加成反应1、催化加氢催化剂H2催化剂 炔烃的催化加氢分两步进行，第一步加一个氢分子，生成烯烃；第二步再与一个氢分加成，生成烷烃。 + H2 CH2=CH2 CH3CH32、加卤素 炔烃与卤素的

33、加成也是分两步进行的。先加一分子氯或溴，生成二卤代烯，在过量的氯或溴的存在下，再进一步与一分子卤素加成，生成四卤代烷。Br2 + Br2 CHBr=CHBr CHBr2CHBr2 虽然炔烃比烯烃更不饱和，但炔烃进行亲电加成却比烯烃难。这是由于SP杂化碳原子的电负性比SP2杂化碳原子的电负性强，因而电子与SP杂化碳原子结合和更为紧密，不简单供应电子与亲电试剂结合，所以叁键的亲电加成反应比双键慢。例如烯烃可使溴的四氯化碳溶液很快褪色，而炔烃却须要一两分钟才能使之褪色。故当分子中同时存在双键和叁键时，与溴的加成首先发生在双键上。 + Br2 CH2BrCHBrCCH 3、加卤化氢HI 炔烃与卤化氢的

34、加成，加碘化氢简单进行，加氯化氢则难进行，一般要在催化剂存在下才能进行。不对称炔烃加卤化氢时，听从马氏规则。例如： + HI CH3CI=CH2 CH3CI2CH3HgCl2在汞盐的催化作用下，乙炔与氯化氢在气相发生加成反应，生成氯乙烯。 + HCl CH2=CHCl在光或过氧化物的作用下，炔烃与溴化氢的加成反应，得到反马氏规则的加成产物。如： + HBr CH3CH2CH2CH=CHBr CH3CH2CH2CH2CHBr24、加水HgSO4在稀酸（10H2SO4）中，炔烃比烯烃简单发生加成反应。例如，在10H2SO4和5硫酸汞溶液中，乙炔与水加成生成乙醛，此反应称为乙炔的水化反应或库切洛夫反

35、应。汞盐是催化剂。 + H2O CH3CHOHgSO4其他的炔烃水化得到酮。如 + H2O CH3CH2COCH35、加醇碱在碱性条件下，乙炔与乙醇发生加成反应，生成乙烯基乙醚。 CHCH + CH3CH2OH CH2=CHOCH2CH3 （二）氧化反应酸性炔烃被高锰酸钾或臭氧化时，生成羧酸或二氧化碳。如：酸性 + KMnO4 RCOOH + CO2 + KMnO4 RCOOH + RCOOH （三）聚合反应Cu2Cl2在不同的催化剂作用下，乙炔可以分别聚合成链状或环状化合物。与烯烃的聚合不同的是，炔烃一般不聚合成高分子化合物。例如，将乙炔通入氯化亚铜和氯化铵的强酸溶液时，可发生二聚或三聚作用

36、。 + 乙烯基乙炔Cu2Cl2 + 二乙烯基乙炔300在高温下，三个乙炔分子聚合成一个苯分子。 3 C6H6 （四）炔化物的生成与叁键碳原子直接相连的氢原子活泼性较大。因SP杂化的碳原子表现出较大的电负性，使与叁键碳原子直接相连的氢原子较之一般的碳氢键，显示出弱酸性，可与强碱、碱金属或某些重金属离子反应生成金属炔化物。乙炔与熔融的钠反应，可生成乙炔钠和乙炔二钠： CHCH + Na + Na 液氨丙炔或其它末端炔烃与氨基钠反应，生成炔化钠： + NaNH2 液氨炔化钠与卤代烃（一般为伯卤代烷）作用，可在炔烃分子中引入烷基，制得一系列炔烃同系物。如： + RX + NaX 末端炔烃与某些重金属离

37、子反应，生成重金属炔化物。例如，将乙炔通入硝酸银的氨溶液或氯化亚铜的氨溶液时，则分别生成白色的乙炔银沉淀和红棕色的乙炔亚铜沉淀： + Ag(NH3)2NO3 + NH4NO3 + NH3 + Cu(NH3)2Cl + NH4Cl + NH3 上述反应很灵敏，现象也很明显，常用来鉴别分子中的末端炔烃。利用此反应，也可鉴别末端炔烃和叁键在其他位号的炔烃。 + Ag(NH3)2NO3 + Ag(NH3)2NO3 不反应 六、重要的炔烃乙炔 纯乙炔是无色无臭的气体，沸点-84，微溶于水而易溶于有机溶剂，由电石制得的乙炔，因含有磷化氢和硫化氢等杂质而有难闻的气味。乙炔易燃易爆，在空气中含乙炔3-65时，组成爆炸性混合物，遇火则爆炸。乙炔在试验室的制备是采纳电石加水的方法，但此反应因过于猛烈，故用饱和的食盐水来代替。第四节 二烯烃分子中含有两个或两个以上碳碳双键的不饱和烃称为多烯烃。二烯烃的通式为CnH2n-2。一、 二烯烃的分类和命名 依据二烯烃中两个双键的相对位置的不同，可将二燃烃分为三类：1、累积二烯烃 两个双键与同一个碳原子相连接，即分子中含有C=C=C结构的二烯烃称为累积二烯烃。例如：丙二烯 CH2=C=CH2 。 2、隔离二烯烃 两个双键被两个或两个以上的单键隔开，即分子骨架为C=C-(C)n-C=C 的二烯烃