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1、第三章第三章 不饱和烃不饱和烃(Alkene)官能团官能团 活泼活泼部分部分(分子中)(分子中)Cn H2n环烷烃环烷烃3.1 烯烃的结构烯烃的结构 Electronic Structure3.2 异构和命名异构和命名3.4 烯烃的物理性质烯烃的物理性质3.3 E-Z命名法命名法3.1 烯烃的结构烯烃的结构 Electronic Structure乙烯:121 118 0.134 nm0.109 nm分分子子为为平平面面结结构构C sp2 杂化杂化109.51.1.键键 原子轨道沿着键轴方向以原子轨道沿着键轴方向以“头碰头头碰头”的方式的方式进行重叠而形成的共价键称为进行重叠而形成的共价键称为
2、 键键。2.2.键键 原子轨道以原子轨道以 肩并肩肩并肩(或平行或平行)的方式发生轨的方式发生轨道重叠形成的共价键称为道重叠形成的共价键称为 键键。S 成分越多,键越短成分越多,键越短s 键347 kJ/mol 键 263 kJ/mol S 成分高(1/3)S 成分低(1/4)0.110(nm)0.109(nm)烯烃富电子 存在存在独立存在独立存在(两核之间只能有一个(两核之间只能有一个)不能独立存在(依不能独立存在(依附附 键)键)重叠重叠头碰头头碰头(顶端交盖)(顶端交盖)肩碰肩肩碰肩(侧面交盖)(侧面交盖)键能键能键能大键能大347 kJ/mol347 kJ/mol键能小键能小263kJ
3、/mol263kJ/mol电子云电子云分布分布键轴为对称轴键轴为对称轴圆柱形分布圆柱形分布分布集中,不易极化分布集中,不易极化分布在分子平面上分布在分子平面上下;分布分散,易下;分布分散,易极化极化旋转旋转自由旋转自由旋转不能自由旋转不能自由旋转3.2 异构和命名异构和命名官能团位置不同官能团位置不同碳胳不同碳胳不同+官能团位置官能团位置顺式顺式反式反式顺式与反式为不同化合物命名举例:命名举例:4,4-二甲基二甲基-2-戊烯戊烯3-甲基甲基-2-乙基乙基-1-丁烯丁烯双键为小双键为小基基(甲烯)(甲烯)乙烯基乙烯基丙烯基丙烯基烯丙基烯丙基2 丁烯基丁烯基丁烯基丁烯基请记住这些基的名称请记住这些
4、基的名称烯烃烯烃异异构构构造构造异构异构碳骼异构碳骼异构官能团位置异构官能团位置异构立体立体异构异构顺反顺反 异构异构官能团排官能团排布不同布不同C=CC=C上连有上连有不同基团,使不同基团,使分子中原子在分子中原子在空间的排布不空间的排布不同,产生的构同,产生的构型不同的现象型不同的现象叫异构现象;叫异构现象;由于构型不同由于构型不同而产生的异构而产生的异构体称为构型异体称为构型异构体。构体。特点特点构造相同构造相同构型不同构型不同v 分子中原子在空间的排布叫分子中原子在空间的排布叫构型构型v 构象是构象是可逆的可逆的 顺反异构是顺反异构是不可逆不可逆的,的,可分离可分离v 构型不同产生的异
5、构现象叫构型不同产生的异构现象叫立体异构立体异构v 顺反异构顺反异构是是立体异构立体异构的一种的一种顺顺-2-2-丁烯丁烯顺式顺式:cis-:cis-反反-2-2-丁烯丁烯反式反式:trans-:trans-abC=Cab 连不同基连不同基 双键双键 C C 的一端连有两相同基团时,没有顺反异构的一端连有两相同基团时,没有顺反异构顺反顺反异构异构条件条件C=C 必须双键必须双键 怎样命名以下化合物怎样命名以下化合物顺式还是反式?顺式还是反式?E-ZE-Z命名法命名法3.3 E-Z命名法命名法E-Z 命名法:命名法:顺序规则顺序规则(1 1)取代基的游离架所在的原子按原子序数)取代基的游离架所在
6、的原子按原子序数排列,大的排在前,小的在后排列,大的排在前,小的在后-I,-Br,-Cl,-S,-P,-O,-N,-C,-D,-H,(2 2)如果游离架所在的原子都是碳原子,先)如果游离架所在的原子都是碳原子,先比较第一个碳原子所连接的原子序数的比较第一个碳原子所连接的原子序数的大小,再比较第二个碳大小,再比较第二个碳.外推法外推法如:游离架(3 3)遇到重键遇到重键 :重键:重键看作看作单键的重复单键的重复(4)(4)一个一个大大的原子序数比几个的原子序数比几个小小的原子序数更重要的原子序数更重要1)a b,c d,同侧同侧,Z 式式(德文德文-相同,相同,Zusammen)2)a b,c
7、HBr HCl HF键能小,正碳易形成,快如:多,主要少,次要2-碘甲烷氢加到含氢较多,为主的反应叫:马克尼克夫(Markovnikov)法则 亲电的正部分要加在使正碳离子稳定的部分上原因:正碳离子的稳定性.带电体系的电荷越分散越稳定 怎样的稳定性?甲基多,分散多,稳定性高三级正碳离子稳定,主要产物一级正碳离子不稳定,产物不存在理由(1),正碳离子稳定性理由(2)诱导效应理由(3)超共轭效应9个超共轭6个超共轭3.4.2.3 烯烃与H2SO4的加成反应 烯烃的水合反应这是一个可逆反应叔丁醇醇烯高温低温如:与上相同硫酸氢脂乙基(硫酸氢乙脂)乙醇催化剂反应活性不同:双键C连烷基越多反应活性就越大原
8、因:烷基愈多,键电子云密度愈大,亲电 反应愈易,进攻愈快。又因:甲基多,正碳离子稳定(中间体不同)过渡态稳定,活性低,反应快,产物多用途:制醇;分离,如除烯烃。H2SO4+烯烃烷烃因:硫酸氢脂溶于H2SO4,烷烃不溶。可将正溴丁烷中的副产物用H2SO4除去。3.4.2.4 烯烃与HOX的加成反应HO-X+3.5 3.01)对称烯烃2)不对称烯烃3)竞争反应活泼,易反应不活泼不易反应次氯酸的加成反应 同样是 反式加成3.4.2.5 溶剂的汞化反应溶剂参与的反应引入烷氧基得到 醇得到 醚类(符合马氏规则)很有用处的反应例:四氢呋喃一步二步反应符合马氏规则3.4.3 烯烃的自由基加成反应有 过氧化物
9、没有过氧化物(马氏规则)离子型加成反应(反马规则)自由基型加成反应原因:分属两种不同的反应类型过氧化物作引发剂过氧化物引发如:链引发 步骤形成 2 自由基才稳定链增长 步骤链终止引发自由基反应的方法:(1)热解过氧基过氧化苯甲酰100 C 引发剂引发一个自由基反应的物质(2)光解(3)氧化还原反应3.4.4 诱导效应与共轭效应 无极性极性诱导效应由于原子、取代基电负性的不同,使键的电子云向一个方向移动,产生的诱导极化叫诱导效应。如:第三个已微小,随链的增长消失的很快规定其诱导效应为 0I0规定其诱导效应为 负-I-+规定其诱导效应为 正+I-+与碳氢键进行比较,不离域,只是电子云偏向一边如:主要产物原因:正碳离子稳定正碳离子不稳定又如:孤对电子与正碳离子共轭稳定孤对电子与正碳离子不共轭不稳定空的 p 轨道离域,电荷分散注意:O,Cl 上的 孤对电子.