三章不饱和烃ppt课件

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) 烯烃的结构烯烃的结构 实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共平面：平面： CCHHHH0.1330nm0.1076nm116.6。121.7。(甲甲) 杂化轨道理论的描述杂化轨道理论的描述 C2H4中，C采取sp2杂化

2、，形成三个等同的sp2杂化轨道： 杂化3个sp2杂化激发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：sp3sp2 为了减少轨道间的相互斥力，使轨道在空间相距最远，要求平面构型并取最大键角为120： 120。C3个s p 杂 化轨道2取最大键角为1 2 0 。未参加杂化的p 轨道与3个s p 杂 化轨道2垂直(动画，sp2杂化碳) HHHHCCHHHHCC(动画，乙烯的结构) (乙乙) 分子轨道理论的描述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： p(p(能量

3、* +-p(p(能量* +-节面+-有一个节面+-无节面+- 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： HHHHCC动画(乙烯的结构)HHHCCCH3HHHCCC2H5丙烯的结构丁烯的结构 其它烯烃分子中的C=C： 小小 结结键的特性：键的特性：键不能自由旋转。键不能自由旋转。键键能小，不如键键能小，不如键牢固。键牢固。 碳碳双键键能为碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键碳碳单键键能为能为347JK/mol, 键键能为键键能为611-347=264K/mol键电子云流动性大，受核束缚小，易极键电子云

4、流动性大，受核束缚小，易极化。化。键易断裂、起化学反应。键易断裂、起化学反应。 (2) 炔烃的结构炔烃的结构 以乙炔为例。 仪器测得：C2H2中，四个原子共直线： HHCC0.106nm0.120nm 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： 杂化2个sp杂化激发p轨道二个sp杂化轨道取最大键角为180，直线构型： C C乙炔分子的骨架： C CC CH HH H每个碳上还有两个剩余的p轨道，相互肩并肩形成2个键： HHCC(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) 小小 结结CC中碳原子为sp杂化；CC中有一个键

5、、2个相互的键；共价键参数： 837KJ/mol347KJ/mol()HHCC0.106nm0.120nm0.154nm0.110nmCCHH3H23 347=1041x611KJ/mol0.134nm0.108nmCCHHH2why?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： C4H6： CH C-CH2CH31-丁炔CH3C CCH32-丁炔CH

6、2=CH-CH2-CH3CH2=C-CH3CH31-丁烯顺-2-丁烯2甲基丙烯（异丁烯）II I IC=CH3CHHCH3C=CH3CHHCH3反-2-丁烯I I(A)I I(B)例2 戊炔有3种异构体，戊烯有6种异构体：CHCCH2CH2CH3CH3CCCH2CH3CHCCHCH3CH31-戊炔2-戊炔3-甲基-1-丁炔戊炔：戊烯：CH2CHCH2CH2CH3CCHCH3HCH2CH3CCHCH3HCH2CH3CH2CHCHCH3CH3CH2CCH2CH3CH31-戊烯顺-2-戊烯反-2-戊烯3-甲基-1-丁烯2-甲基-2-丁烯CH3CHC(CH3)22-甲基-1-丁烯注 意形成顺反异构的条

7、件：形成顺反异构的条件： 必要条件：有双键必要条件：有双键 充分条件：每个双键碳原子必须连接两个充分条件：每个双键碳原子必须连接两个不同的原子或原子团。不同的原子或原子团。 例如，1-丁烯： 没有顺反异构 CH2=CHCH2CH3(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。 CH2=CH-CH3-

8、CH=CH-CH2=CH-CH2-CH3-C=CH2乙烯基丙烯基烯丙基异丙烯基HC C-CH3-C C-HC C-CH2-CH=CH-乙炔基丙炔基1,2-亚乙烯基炔丙基(2) 烯烃和炔烃的命名烯烃和炔烃的命名 (甲甲) 衍生物命名法衍生物命名法 衍生物命名法只适用于简单的烯烃和炔烃。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：它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例： CH3-CH=CH2(CH3)2CH=CH2CH3-CH=CH-CH2CH3CH3C CCH3CH3CH2C CCH3

9、CH2=CH-C CH甲基乙烯不对称二甲基乙烯对称甲基乙基乙烯二甲基乙炔甲基乙基乙炔乙烯基乙炔(乙乙) 系统命名法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：2-甲基-1-丁烯2-甲基-2-丁烯3-甲基-1-丁炔2-甲基丁烯3-甲基丁炔CH3CH2C=CH2CH3CH3C=CHCH3CH3CH3CHC CHCH3CH3CH2CH2CH=CH2CH3CH2C CCH31-戊烯2-戊炔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。CH C-CH=C-CH=C

10、H2CH2CH31234563-乙基-1,3-己二烯-5-炔3-戊烯-1-炔CH C-CH=CHCH31 2 3 4 5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。HCCCH=CH2CH3CCCHCH2CH=CHCH3CH=CH25-乙烯基-2-辛烯-6-炔1-丁烯-3-炔123412345678(3) 烯烃的顺反异构体的命名烯烃的顺反异构体的命名(甲甲) 顺反命名法顺反命名法两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同两个双键碳上相同的原子或原子团在双键的同一侧者，称为顺式，反之称为反式。例：一侧者，称为顺式，反之称为反式。例：C=CHCH3H3CHCH3C=CH3CHH顺- 2-

11、丁 烯I反- 2-丁 烯I Im.p -105 C。m.p -132 C。：( )( )2-丁烯: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。(乙乙) Z,E-命名法命名法问题： C=CH3CBrClHC=CH3CHClBrCH3C=CH3CHHC=CHCH3H3CH顺-2-丁烯反-2-丁烯？ 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：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。 C=CH3CHClBr大小小大C=CH3CB

12、rClH大小小大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) 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。 -CC-H(C)(C)(C) (C)可看作-CCHHH-CC-H(C)(C)-CH=CH2可看作 -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 CH3CH2CH3CH(CH3)2CH

13、2CH2CH3C=C(H,H,C)CC(C,C,H)(H,H,H)CC(C,H,H)C=CCH3CH2CH2CH3CH2CH=CH2CCH(H,H,C)C,(H,H,C)C(H,H,H)C,(H,H,C)CC(C,C,C)C(C,C,H)Z-3-甲基- 4 -异 丙 基- 3 - 庚烯Z- Z,E-命名法不能同顺反命名法混淆。注意：注意：举例：举例：HClClBrC=C顺-1,2-二氯-1-溴乙烯E-1,2-二氯-1-溴乙烯(四四) 烯烃的物理性质烯烃的物理性质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