【教学课件】第三章不饱和烃.ppt

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1、第三章 不饱和烃,(一)烯烃和炔烃的结构(二)烯烃和炔烃的同分异构(三)烯烃和炔烃的命名(四)烯烃的物理性质(五)烯烃和炔烃的化学性质(六)烯烃和炔烃的工业来源和制法,第三章 不饱和烃,含有碳碳重键(C=C或CC)的开链烃称为不饱和烃。例如：,(一)烯烃和炔烃的结构,烯烃的结构(2)炔烃的结构,(一)烯烃和炔烃的结构,(1)烯烃的结构 实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共平面：,(甲)杂化轨道理论的描述,C2H4中，C采取sp2杂化，形成三个等同的sp2杂化轨道：,sp2杂化轨道的形状与sp3杂化轨道大致相同，只是sp2杂化轨道的s成份更大些：,为了减少轨道间的相互斥力，使轨道在空间相距最远，要

2、求平面构型并取最大键角为120：,(动画，sp2杂化碳),(动画，乙烯的结构),(乙)分子轨道理论的描述,分子轨道理论主要用来处理p电子。乙烯分子中有两个未参加杂化的p轨道，这两个p轨道可通过线性组合（加加减减）而形成两个分子轨道：,分子轨道理论解释的结果与价键理论的结果相同，最后形成的键电子云为两块冬瓜形，分布在乙烯分子平面的上、下两侧，与分子所在平面对称：,动画(乙烯的结构),其它烯烃分子中的C=C：,小 结,键的特性：键不能自由旋转。键键能小，不如键牢固。碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键能为347JK/mol,键键能为611-347=264K/mol键电子云流动性大，受核束缚

3、小，易极化。键易断裂、起化学反应。,(2)炔烃的结构,以乙炔为例。仪器测得：C2H2中，四个原子共直线：,量子化学的计算结果表明，在乙炔分子中的碳原子是sp杂化：,二个sp杂化轨道取最大键角为180，直线构型：,乙炔分子的骨架：,每个碳上还有两个剩余的p轨道，相互肩并肩形成2个键：,(动画，乙炔的结构),(动画，sp杂化碳),其电子云的形状为对称于C-C键的周围：,P44图3-9(II),小 结,CC中碳原子为sp杂化；CC中有一个键、2个相互的键；共价键参数：,why?原因：CC中有1个和2个键；sp杂化轨道中的S成份多。(S电子的特点就是离核近，即s电子云更靠近核),(二)烯烃和炔烃的同分

4、异构,烯烃：C4以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构炔烃：C4以上的炔烃只有碳链异构和位置异构，无顺反异构。例：丁炔只有两种异构体，丁烯有四种异构体：,例2 戊炔有3种异构体，戊烯有6种异构体：,戊炔：,戊烯：,注 意,形成顺反异构的条件：必要条件：有双键 充分条件：每个双键碳原子必须连接两个不同的原子或原子团。,例如，1-丁烯：没有顺反异构,(三)烯烃和炔烃的命名,(1)烯基和炔基(2)烯烃和炔烃的命名(甲)衍生物命名法(乙)系统命名法(3)烯烃的顺反异构体的命名(甲)顺反命名法(乙)Z,E-命名法 官能团大小次序规则,(1)烯基和炔基,烯烃和炔烃分子从形式上去掉一个氢原子后，剩下的

5、基团分别称为烯基和炔基；不饱和烃去掉两个氢后，也形成相应的亚基。,(2)烯烃和炔烃的命名,(甲)衍生物命名法 衍生物命名法只适用于简单的烯烃和炔烃。烯烃以乙烯为母体，炔烃以乙炔为母体。将其它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例：,(乙)系统命名法,烯烃和炔烃与烷烃的系统命名规则类似。要选择含有C=C或CC的最长碳链为主链；编号从最距离双键或三键最近的一端开始，并用阿位伯数字表示双键的位置。例：,分子中同时含有双键和参键时，先叫烯后叫炔，编号要使双键和参键的位次和最小。,若双键、三键处于相同的位次供选择时，优先给双键以最低编号。,(3)烯烃的顺反异构体的命名,(甲)顺反命名法两个双键碳上相同的原子

6、或原子团在双键的同一侧者，称为顺式，反之称为反式。例：,顺式，两个甲基位于双键的同侧；反式，两个甲基位于双键的异侧。,(乙)Z,E-命名法,问题：,对后两个的化合物进行命名，必须了解次序规则。,官能团大小次序规则：,把双键碳上的取代基按原子序数排列，同位素：DH，大的基团在同侧者为Z，大基团不在同侧者为E。ZZuasmmen，共同；E Entgengen,相反。,E-1-氯2-溴丙烯,Z-1-氯2-溴丙烯,连接在双键碳上都是碳原子时，沿碳链向外延伸。假如有下列基团与双键碳相连：(CH3)3C-(CH3)2CH-CH3CH2-CH3-C(C,C,C)C(C,C,H)C(C,H,H)C(H,H,H

7、)最大 次大 次小 最小当取代基不饱和时,把双键碳或参键碳看成以单键和多个原子相连。,-CCH-CH=CH2,根据以上规则，常见基团优先次序如下所示：I Br Cl SO3H F OCOR OR,Z,E-命名法不能同顺反命名法混淆。,注意：,举例：,(四)烯烃的物理性质,1物态：C4以下的烯、炔是气体，C5-C18为液体，C19以上是固体。2沸点：末端烯烃的沸点同碳数烷烃；相对分子质量，烯烃和炔烃的沸点；碳数相同时，正构烯、炔的沸点异构烯、炔；碳架相同时，末端烯、炔的沸点内烯、炔(不饱和键位于碳链的中间)；双键位置相同时，顺式烯烃的沸点反式烯烃；3.熔点：分子的对称性，烯、炔的熔点。例如：内烯、炔的熔点末端烯烃、内炔；反式烯烃的熔点顺式烯烃。4.相对密度：烯烃和炔烃的相对密度同碳数烷烃5.折射率：烯烃和炔烃分子中含有键，电子云易极化，它们的折射率同碳数烷烃。,本章重点：,乙烯、乙炔的结构、sp2杂化、sp杂化；烯烃的顺反异构及Z/E标记法；烯烃及炔烃的亲电加成反应，马氏规则；烯烃的自由基加成、自由基取代、硼氢化反应、氧化反应。炔氢的弱酸性。,