第二章烷烃第三章烯烃炔烃

1、1第二章第二章 烷烃烷烃2CH4 C2H6 C3H8 C4H10系差系差通式通式同系列同系列相差相差n个个CH2的一系列物质的一系列物质烃烃链烃链烃环烃环烃饱和烃饱和烃不饱和烃不饱和烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃都是都是CC单键，连接最多的单键，连接最多的H。同系列中的各个化合物称为同系物。同系列中的各个化合物称为同系物。相邻同系物之间的差相邻同系物之间的差CHCH2 2叫做同系差。叫做同系差。同系列中各同系物有相似的结构和性质。同系列中各同系物有相似的结构和性质。3一、一、习惯命名法习惯命名法分子中的碳原子数加分子中的碳原子数加“烷烷“字构字构成相应直链烷烃的名称成相应直链烷烃的名称 在十以下时

2、，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、在十以下时，用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，十以上用十一、十二等中文数字表示。壬、癸表示，十以上用十一、十二等中文数字表示。CH3CH3乙烷乙烷CH3CH2CH3 丙烷丙烷CH3CH2CH2CH3直链结构用直链结构用“正正”表示表示CH3CHCH3CH3H3CCCH3CH3CH34(A) C和和H的分类的分类CH3CH2CHCCH3CH3CH3CH3（B）基基一个化合物形式上去掉一个化合物形式上去掉单价原子或基团，剩余单价原子或基团，剩余的部分的部分。HCH3HCH2CH3CH3CH2CH3CH3C2H5CH2CH3C3H7CH(CH3)2 C

3、H2CH2CH3CH3CHCH3HH(10)H(20)H5CH3CH2CH2CH3C4H9CH3CH2CHCH3H(10)H(20)CH3CHCH3CH3正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷H(10)H(30)CH3CHCH2CH3CH3CCH3CH361、选择主链、选择主链(母体母体)（1）选择）选择为主链为主链（2）等长碳链，选择连）等长碳链，选择连为主链为主链CH3CH2CHCH3CHCH3CH3母体名称母体名称根据主链含碳数和主官能团根据主链含碳数和主官能团给出母体名称给出母体名称 系统命名法是国际上通用的系统命名法是国际上通用的IUPAC命名原则。我国根据自己命名原则。我国根据自己的文字特点对此

4、原则做了一些修改，制定了我国的系统命名法。的文字特点对此原则做了一些修改，制定了我国的系统命名法。72、为主链编号、为主链编号（1）距取代基最近的一端开始编号）距取代基最近的一端开始编号（2）最低系列原则）最低系列原则(最早碰面原则最早碰面原则)CH3CHCHCH2CCH3CH3CH3CH3CH3 2 3 5 5 4 22,2,4,52,3,5,5取代基位数取代基位数之和最小？之和最小？8CH3CH2CHCHCH2CH3CH3C2H5 3 4 4 3（3）较优基团后列原则）较优基团后列原则(先小后大原则先小后大原则)CH3CH2CHCHCH2CH2CH3CH3C2H5 3 4次序规则：次序规则

5、：各取代基的中心原子按原子序数由大到小排列，大者为各取代基的中心原子按原子序数由大到小排列，大者为优先：优先： I IBrBrClClF FO ON NC CH H若两个中心原子相同，则比较与它直接相连的几个原子，若两个中心原子相同，则比较与它直接相连的几个原子，按原子序数由大到小排列，如仍相同则依次比较第二个、按原子序数由大到小排列，如仍相同则依次比较第二个、第三个等等第三个等等1.1. 重键看作多重单键。重键看作多重单键。93、写出完整的名称、写出完整的名称（1）母体名称写在最后，）母体名称写在最后， 标出官能团位置标出官能团位置（2）基团的位次写在基团名称前，用短线）基团的位次写在基团名

6、称前，用短线“-”分分开开（3）不同基团）不同基团，彼此之间用短线，彼此之间用短线“-”分开分开（4）相同基团用二、三表示数量，位次号用）相同基团用二、三表示数量，位次号用“,”分分开开CH3CHCHCHCH2CH3C2H5CH3C2H5系统命名的三个步骤系统命名的三个步骤选主链、编号、写全称。选主链、编号、写全称。最应当注意的问题最应当注意的问题各原则的使用层次。各原则的使用层次。选主链的原则：选主链的原则：含主含主官能团的官能团的最长碳链；最长碳链；取代基多。取代基多。编号的原则：编号的原则：靠近主靠近主官能团官能团；最先碰面；最先碰面；先小后大。先小后大。10CH3CH2CHCHCH2C

7、H3CHCH3CH3CH3CHCH3CCCCCCCCC C-C321456CCCCCCCCCC C-CCH3CHCH2CHCH3CH3C2H54 3 2 15611第二节第二节 烷烃的异构现象和构象烷烃的异构现象和构象一、碳胳异构一、碳胳异构甲、乙、丙烷都没有甲、乙、丙烷都没有异构现象。异构现象。CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷CH3CCH3CH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH2 CH2CH2CH312由于由于CC单键旋转，引起的基单键旋转，引起的基团之间空间相对位置的变化。团之间空间相对位置的变化。视角：从视角：从CC键轴斜方键轴斜方450

8、角角视角：平行视角：平行于于CC键轴键轴60060013141500 600 1200 1800 2400 2700 3600(2)CC转动所需能量转动所需能量10-40kJmol-1，室温下分子热运室温下分子热运动可产生能量动可产生能量80kJmol-1。(3)研究构象异构主要是比较各式稳定性的差异，并研究构象异构主要是比较各式稳定性的差异，并找出找出稳定的构象稳定的构象。(1)构象异构体有无数种，只研究其有代表性的几种。构象异构体有无数种，只研究其有代表性的几种。三点说明：三点说明：乙烷构象的能量曲线乙烷构象的能量曲线是由扭转张力造成的是由扭转张力造成的16CH3CH2CH2CH3全重叠式

9、全重叠式邻位交叉式邻位交叉式部分重叠式部分重叠式对位交叉式对位交叉式 HH 大基团彼此相距大基团彼此相距越远越稳定越远越稳定1718第三节第三节 烷烃的构性相关分析烷烃的构性相关分析根据相关规则第一条，烷烃的结构决定其性质根据相关规则第一条，烷烃的结构决定其性质 R1CR2HH 从结构通式看，烷烃不含有官能团，分子中只有从结构通式看，烷烃不含有官能团，分子中只有C-C-C C单键和单键和C-HC-H键键。这两种键都是这两种键都是 键，比较牢固不易断键，比较牢固不易断裂，烷烃的化学性质不活泼，很难同其它试剂发生反应。裂，烷烃的化学性质不活泼，很难同其它试剂发生反应。 适当的温度、压力和催化剂下，

10、或者在某些活泼适当的温度、压力和催化剂下，或者在某些活泼质点质点( (如原子或自由基等如原子或自由基等) )的作用下，的作用下， 键也可以发生键也可以发生断裂，致使烷烃分子中的氢原子能被其它原子或原子团断裂，致使烷烃分子中的氢原子能被其它原子或原子团( (如卤素等如卤素等) )所取代。所取代。19熔点、沸点熔点、沸点随含随含C数增加，升高；数增加，升高；随含随含C数增加，升高趋势数增加，升高趋势渐缓；渐缓；支链沸点，小于直链。支链沸点，小于直链。解释：烷烃是非极性分子，分子间作用力范德华力小。解释：烷烃是非极性分子，分子间作用力范德华力小。支链增多，分子不易彼此靠近。支链增多，分子不易彼此靠近

11、。(甲甲)-161.7；(乙乙)-88.6(戊戊)36.1； (己己)68.7(异戊烷异戊烷)29.9含含C数数第四节第四节 烷烃的性质烷烃的性质20相对密度：相对密度：随相对分子质量的增大而略有增随相对分子质量的增大而略有增加，最后接近于加，最后接近于0.8左右左右溶解度：溶解度：几乎不溶于水，易溶于有机溶剂，几乎不溶于水，易溶于有机溶剂，如四氯化碳、乙醇、乙醚等如四氯化碳、乙醇、乙醚等211、卤代反应、卤代反应CH4CH3 +HCl反应条件：光照或加热反应条件：光照或加热400-500Cl2CH2 +HClCH +HClCl2Cl2C +HClCl2几点反应事实：几点反应事实：光照光照Cl

12、2气和气和CH4气混合物，反应可以进行；气混合物，反应可以进行；光照光照Cl2气后，迅速和气后，迅速和CH4气混合，反应可以进行；气混合，反应可以进行；光照光照CH4气后，迅速和气后，迅速和Cl2气混合，反应不能进行；气混合，反应不能进行；光照光照Cl2气，延时再和气，延时再和CH4气混合，反应不能进行。气混合，反应不能进行。222、烷烃的氧化反应、烷烃的氧化反应CH4 + 2O2CO2 + H2OCnH2n+2 +(3n+1)2O2nCO2 + (n+1)H2O增加增加O或减少或减少H氧化；增加氧化；增加H或减少或减少O还原。还原。烷烃主要用作能源。烷烃主要用作能源。燃烧热的应用：燃烧热的应

13、用：正丁烷：正丁烷：-2878.2kJmol-1异丁烷：异丁烷：-2869.8kJmol-1燃烧热越高，说明体系能量越高，越不稳定。燃烧热越高，说明体系能量越高，越不稳定。燃烧热燃烧热233. 裂化反应裂化反应 裂化裂化在高温下使烷烃分子发生裂解的过程。在高温下使烷烃分子发生裂解的过程。 CH3CH2CH2CH3混合物混合物 (较低级的较低级的烯，烷，烯，烷，H2) 热裂化反应热裂化反应通常在通常在5MPa及及500600下进行的裂下进行的裂化反应。化反应。 催化裂化催化裂化在催化剂存在下的裂化在催化剂存在下的裂化.碳链断裂的同时碳链断裂的同时伴有异构化，环化，脱氢等反应，生成带有支链的烷伴有

14、异构化，环化，脱氢等反应，生成带有支链的烷烃，烯烃和芳香烃等。催化裂化一般在烃，烯烃和芳香烃等。催化裂化一般在450500 ,常常压下进行。能提高汽油的质量压下进行。能提高汽油的质量(高辛烷值，高辛烷值，2,2,4-三甲基三甲基戊烷为戊烷为100)。 裂解裂解在更高温度下（在更高温度下（700）进行深度裂化，这）进行深度裂化，这种以得到更多低级烯烃（乙烯，丙烯，丁烯等）为目种以得到更多低级烯烃（乙烯，丙烯，丁烯等）为目的的裂化过程，叫的的裂化过程，叫“裂解裂解”。24 CH4 + Cl2 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4(2)其它烷烃的氯代反应其它烷烃的氯代反应 Cl CH3CH

15、2CH3 CH3CH2CH2Cl + CH3CHCH3 正丙基氯正丙基氯43% 异丙基氯异丙基氯57%设设:伯氢原子活泼性为伯氢原子活泼性为1,仲氢原子相对活泼性为仲氢原子相对活泼性为x: 57/43=2x/6 x=4Cl2 光光25,CCl44 取代反应取代反应(1)甲烷的氯代反应甲烷的氯代反应 (自由基取代自由基取代)丙烷氯代反应丙烷氯代反应:伯伯,仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性25 CH3 CH3 CH3CH3CH + Cl2 CH3-C-Cl + CH3-CH CH3 CH3 CH2Cl 叔丁基氯叔丁基氯36% 异丁基氯异丁基氯64%设设y y为叔氢原子的相对活泼性为叔氢原

16、子的相对活泼性则则: : 36/64 = y/9 y=5.06则在则在室温下室温下伯伯,仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性:1:4:5.* *异丁烷氯代反应异丁烷氯代反应: :产物混合，复杂，一产物混合，复杂，一般不用氯代来制备卤般不用氯代来制备卤代烃代烃补充补充-高温下逐渐接近高温下逐渐接近1:1:1.26光光127 CH3 CH3 CH3CH3-CH CH3 + Br2 CH3-C-Br + CH3-CHCH2Br CH3 99%(3)烷烃与其它卤素的取代反应烷烃与其它卤素的取代反应仲仲,叔氢原子的反应活性叔氢原子的反应活性:1:82:1600.溴更具有选择性溴更具有选择性.产物单

17、一，可用溴代产物单一，可用溴代来制备卤代烃来制备卤代烃 烷烃与碘作用得不到碘代烷烷烃与碘作用得不到碘代烷. 与氟反应剧烈与氟反应剧烈,不易控制不易控制,会引起爆炸会引起爆炸.痕量痕量275 甲烷的氯代反应历程甲烷的氯代反应历程（1）ClCl光或热光或热2Cl（3）CH3 + Cl2CH3Cl + Cl （2）Cl + CH4CH3 + HCl每一步都产生一个每一步都产生一个链反应链反应链引发链引发链增长链增长反复反复进行进行（5）CH2Cl + Cl2CH2Cl2 + Cl（4）Cl + CH3Cl CH2Cl + HCl自由基之间相互碰撞自由基之间相互碰撞链终止链终止Cl + CH3Cl +

18、 ClCH3 + CH3Cl2CH3ClCH3CH328注意的几个问题注意的几个问题(i)自由基定义：具有未配对电子的原子或原子团自由基定义：具有未配对电子的原子或原子团 (ii)自由基结构：自由基结构： 平面型平面型: 角锥型角锥型:(iii)自由基稳定性自由基稳定性3o自由基自由基2o自由基自由基1o自由基自由基甲基自由基甲基自由基29(1) 反应热反应热反应物与产物之间的能量差反应物与产物之间的能量差( ( H H).).负值为负值为放热放热. .用键离解能估算用键离解能估算. . CH3-H + Cl-Cl CH3-Cl + H-Cl 435 243 349 431 678 780 H

19、=678-780= -102 kI/mol CH3-H + Br-Br CH3-Br + H-Br 435 192 293 366 627 659 H=627-659= -32 kI/mol6 甲烷氯代反应过程的能量变化甲烷氯代反应过程的能量变化 说明说明: :比较比较反应热反应热 , ,溴代反应比氯代反应缓慢溴代反应比氯代反应缓慢. .反应热、活化能和过渡态反应热、活化能和过渡态30(1) Cl-Cl 2Cl 243 H= + 243 kI/mol(2) Cl + H-CH3 H-Cl + CH3 435 431 H= + 4 kI/mol(3) CH3 + Cl-Cl CH3-Cl + C

20、l 243 349 H= -106 kI/mol活化能活化能-过渡态与反应物之间的能量差是形成过渡态所必须过渡态与反应物之间的能量差是形成过渡态所必须的最低能量的最低能量, ,也是使该反应进行所需的最低能量也是使该反应进行所需的最低能量, ,叫活化能叫活化能. .31Cl + H-CH3 H3CHCl H-Cl + CH3 反应的能量变化反应的能量变化32CH3 + Cl-Cl CH3ClCl CH3-Cl + Cl H= -106 kI/mol能量变化能量变化110 kJ/mol33总总： Cl + H-CH3 CH3-Cl + Cl 能量变化能量变化例题例题1例题例题2CH3CH2CH3B

21、r2光光CH3CHCH3BrCH3Br2光光CH3Br 写出下列反应的主要产物写出下列反应的主要产物:35习题习题 作业（作业（P39） 1 (1、3、5、7) 5、 9、 103637分子中含有碳碳双键分子中含有碳碳双键( (C CC)C)的烃叫烯烃的烃叫烯烃单烯烃的通式为单烯烃的通式为CnH2n分子分子中中含有碳碳三键含有碳碳三键( (C C C) C)的烃叫炔烃，的烃叫炔烃，单炔烃和二烯烃的通式为单炔烃和二烯烃的通式为CnH2n238第第1节节 烯烃和炔烃的分类及命名烯烃和炔烃的分类及命名C=CC C官能团官能团 烯烃按分子中所含碳碳双键数目的不同可分为单烯烯烃按分子中所含碳碳双键数目的

22、不同可分为单烯烃、双烯烃和多烯烃三类。炔烃的分类和烯烃相似烃、双烯烃和多烯烃三类。炔烃的分类和烯烃相似39CH3CH3CH2CCHCH3CH21、选主链、选主链选择连选择连不饱和键最多的最长碳不饱和键最多的最长碳链作主连。链作主连。2、编号、编号靠近不饱靠近不饱和键一端开始，相同情和键一端开始，相同情况下，双键优先。况下，双键优先。3、写全称、写全称标出不标出不饱和键的位置饱和键的位置(用小位用小位数数)；双键、三键都有，；双键、三键都有，母体称母体称“烯炔烯炔”CH3C CCH2CH3CH3CH=CHC CHCH3CH=CHC CCH3CH3CH=CHCH=CH21、选主链、选主链2、编号、

23、编号3、写全称、写全称1 2 3 4 5 640由于由于双键的位置不同双键的位置不同引起同分异构现象引起同分异构现象( (除碳链异构外除碳链异构外) )例例1:丁烯的三个同分异构体丁烯的三个同分异构体(1) CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯丁烯(2) CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯丁烯(3) CH3-C=CH2 2-甲基丙烯甲基丙烯(异丁烯异丁烯) CH3(1)(1)选择选择含碳碳双键含碳碳双键的最长碳链为主链的最长碳链为主链( (母体母体););(2)(2)碳链编号时碳链编号时, ,应从应从靠近双键靠近双键的一端开始的一端开始; ;(3)(3)烯前要冠以官能团烯前要冠以官能团位置

24、位置的数字的数字( (编号最小编号最小););(4)(4)其它同烷烃的命名规则其它同烷烃的命名规则.烯烃的构造异构和命名烯烃的构造异构和命名命名规则命名规则(系统命名系统命名):41例例2:戊烯的五个构造异构体戊烯的五个构造异构体(1) CH3-CH2 -CH2 -CH=CH2 1-戊烯戊烯(2) CH3 -CH2 -CH=CH-CH3 2-戊烯戊烯(3) CH2=C-CH2-CH3 2-甲基甲基-1-丁烯丁烯,2-甲基丁烯甲基丁烯 CH3(4) CH3-C=CH-CH3 2-甲基甲基-2-丁烯丁烯 CH3(5) CH3-CH-CH=CH2 3-甲基丁烯甲基丁烯 CH3如双键位置在第一个碳上如

25、双键位置在第一个碳上,双键位置数据可省双键位置数据可省.42炔烃的命名与异构 炔烃的异构可由碳链的结构及官能团位置变炔烃的异构可由碳链的结构及官能团位置变化引起，但由于碳最高只有化引起，但由于碳最高只有4 4价，叁键碳只能连价，叁键碳只能连有一个烃基，所以炔烃不存在顺反异构体，炔烃有一个烃基，所以炔烃不存在顺反异构体，炔烃的异构体数因此较相应碳数烯烃的异构体要少。的异构体数因此较相应碳数烯烃的异构体要少。 例：丁烯与丁炔相比例：丁烯与丁炔相比丁烯有三个构造异构体及两个顺反异构体。丁烯有三个构造异构体及两个顺反异构体。而丁炔只有而丁炔只有1-1-丁炔和丁炔和2-2-丁炔两个异构体。丁炔两个异构体

26、。异构异构43命名CH2CH2CH3CHCCCH3CCH2CH3CCHH乙炔H3CCCH3CCH3CCHCH3CH32，2，5-三甲基-3-己炔1-戊炔2-戊炔命名与烯烃相似，只要把命名与烯烃相似，只要把“ “ 烯烯 ” ”改成改成“ “ 炔炔 ” ”即可。即可。44H3CCCCH2CHCH26 5 4 3 2 1H3CCCCHCHCH36 5 4 3 2 11-己烯-4-炔2-己烯-4-炔 当分子中同时含有双键和叁键时，当分子中同时含有双键和叁键时，应使主链中尽可能包括双键和叁键。应使主链中尽可能包括双键和叁键。编号应使双键及叁键有尽可能小的位次。编号应使双键及叁键有尽可能小的位次。“炔炔”

27、字放在最后，主链碳数在烯中体现出来。字放在最后，主链碳数在烯中体现出来。45 当从两侧起，双键、叁键处于相同位置时，则当从两侧起，双键、叁键处于相同位置时，则应选择使双键的位置较小的编号方式。应选择使双键的位置较小的编号方式。1-1-己烯己烯-5-5-炔炔3-3-乙烯基乙烯基-1-1-戊烯戊烯-4-4-炔炔46CH CC=CCH=CH2CH2CH2CH3CH2CH2CH3CH3C CC=CHCH2CH3CH=CH26 5 4 3 2 11 2 3 4 5 6 7练习举例练习举例选主链选主链选择连不饱和键最多的最长碳链作主连。选择连不饱和键最多的最长碳链作主连。47同分同分异构异构构造构造异构异

28、构立体立体异构异构构型构型异构异构构象构象异构异构顺反异构顺反异构对映异构对映异构碳胳异构碳胳异构官能团位置异构官能团位置异构官能团异构官能团异构CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH=CH2CH3CH=CHCH3CH3CH2OHCH3OCH3CH3CHCH3CH3构造构造分子中各原子的排列方式和次序。分子中各原子的排列方式和次序。构型构型构造相同，原子构造相同，原子的的不同。不同。构象构象构造、构型相同，原子构造、构型相同，原子的的不同。不同。C=CCH3CH3HHC=CCH3CH3HH481、什么样的结构能产生顺反异构？、什么样的结构能产生顺反异构？C=CCH3CH3HHC=CC2H5H

29、HHCH3CH=CHCH3C=CC2H5HHHHCCHCH3CH3HHCH3CH3HCCHHH分子中存在限制旋分子中存在限制旋转的因素，如：双键转的因素，如：双键每个双键每个双键C，分别分别连两个不同的基团连两个不同的基团产生顺反异构产生顺反异构的必要条件的必要条件C=CCH3CH3HH492、烯烃的顺反异构体怎样命名？、烯烃的顺反异构体怎样命名？C=CCH3CH3HHC=CCH3C2H5CH3C2H5顺顺/反命名法：同侧为顺，异侧为反反命名法：同侧为顺，异侧为反(适用于简单结构适用于简单结构)Z/E命名法：命名法：IUPAC系统命名系统命名(适用于所有结构适用于所有结构)C=Cbcad根据根

30、据“次序规则次序规则”比较基团的大小比较基团的大小若若ac、bd或者或者ac、bd，为为Z； 否则，为否则，为E。50注意：顺反异构体命名何时用注意：顺反异构体命名何时用“顺顺/反反” 何时用何时用“Z/E”表示构型？表示构型？C=Cbaba可用可用“顺顺/反反”也可用也可用“Z或或E”C=Cdabc只能用只能用“Z/E”C=CClH3CClCH3C=CBrH3CClC2H551练习：命名下列化合物练习：命名下列化合物C=CC=CHHHHCH3C=CC=CHHHCH3HCH3C=CC=CHHHCH3HHH52补充补充二烯烃的命名二烯烃的命名 H H CH3 C=C C=C CH3 H H（2）

31、 顺，顺顺，顺-2，4-己二烯己二烯（3）（）（Z，Z）-2，4-己二烯己二烯（1）（）（2Z，4Z）-2，4-己二烯己二烯 （作业作业P63第第5题）题）53(1)乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面.双键上的碳采取双键上的碳采取 spsp2 2杂化杂化, ,形成处于同一平面上的形成处于同一平面上的三个三个 spsp2 2 杂化轨道杂化轨道3.1烯烃的结构烯烃的结构55sp2杂化轨道和乙烯的杂化轨道和乙烯的 键键(2) sp2杂化轨道杂化轨道56C: 2s12px12py12pz1碳原子上未参加杂化的碳原子上未参加杂化的p轨道轨道,它们的对称轴它们

32、的对称轴垂直垂直于乙烯分子于乙烯分子所在的平面所在的平面,它们相互平行以侧它们相互平行以侧面相互交盖而形成面相互交盖而形成 键键.(3) 乙烯的乙烯的 键键 键没有键没有轴对称轴对称,不能左右旋转不能左右旋转.57组成组成 键的电子称为键的电子称为 电子电子; 组成组成 键的电子称为键的电子称为 电子电子; 成成键轨道键轨道 *反键轨道反键轨道乙烯的乙烯的 成成键轨道和键轨道和 *反键轨道反键轨道乙烯的乙烯的 成成键轨道和键轨道和 *反键轨道形成示意图反键轨道形成示意图58键：键：存在存在-可以单独存在可以单独存在 生成生成-成键轨道沿键轴重叠，重叠程度大成键轨道沿键轴重叠，重叠程度大 性质性

33、质-1,-1,电子云为柱状，并分布于成键原子之间。电子云为柱状，并分布于成键原子之间。 -2 -2，键能较大，较稳定，键能较大，较稳定 -3 -3，电子云受核约束大，不易被极化，电子云受核约束大，不易被极化 -4 -4，成键的两原子可沿键轴自由旋转，成键的两原子可沿键轴自由旋转键键 ：存在存在-不能单独存在，只能与不能单独存在，只能与键共存键共存 生成生成-P P轨道平行重跌，重跌程度小轨道平行重跌，重跌程度小 性质性质-1-1，电子云为块状，并分布于成键原子上下。，电子云为块状，并分布于成键原子上下。 -2 -2，键能较小，不稳定，键能较小，不稳定 -3 -3，电子云受核约束小，易被极化，电

34、子云受核约束小，易被极化 -4 -4，成键原子不能沿键轴自由旋转，成键原子不能沿键轴自由旋转键与键的特点59 键电子云集中在两核之间键电子云集中在两核之间, ,不易与外界试剂接近不易与外界试剂接近; ;双键是由四个电子组成双键是由四个电子组成, ,相对单键来说相对单键来说, ,电子云密度更大电子云密度更大; ;且构成且构成 键的键的电子云暴露电子云暴露在乙烯分子所在的平面的上方和在乙烯分子所在的平面的上方和下方下方, ,易受亲电试剂易受亲电试剂( ( + +) )攻击攻击, ,所以所以双键有亲核性双键有亲核性 ( ( - -).).(4) 碳碳单键和双键电子云分布的比较碳碳单键和双键电子云分布

35、的比较C-C 键键C-C 键键电子云不易与外界接近电子云不易与外界接近电子云暴露在外电子云暴露在外. .易接近亲电试剂易接近亲电试剂60乙烯的乙烯的 键形成示意图键形成示意图61甲烷的甲烷的H-C-HH-C-H键角键角109.5109.5C-CC-C单键长单键长:0.154:0.154nmnmC=CC=C双键键长双键键长:0.133:0.133nmnm断裂乙烷断裂乙烷C-C C-C 单键需要单键需要 347347kJ/molkJ/mol断裂双键需要断裂双键需要611611kJ/mol;kJ/mol;说明碳碳说明碳碳 键断裂需要键断裂需要264264kJ/molkJ/mol(5) 乙烯的结构对键

36、长乙烯的结构对键长,键角的影响键角的影响双键使烯烃有较大的活性双键使烯烃有较大的活性623.2 3.2 炔炔 烃的结构烃的结构CCHH121pm106pm180o分子中含有碳碳叁键分子中含有碳碳叁键“ “ CC ”CC ”的不饱和烃叫炔烃。的不饱和烃叫炔烃。通式通式C Cn nH H2n-22n-2，与同碳数二烯烃互为同分异构体，与同碳数二烯烃互为同分异构体。632s22px12py12pz02s22px12py12pz0sp2pz12py1激发杂化spCCHH64数据比较 由于叁键比双键多了一个由于叁键比双键多了一个 键，所以键长、键能键，所以键长、键能都与双键不同。都与双键不同。 叁键比双

37、键短，说明碳原子比乙烯中要更靠近，叁键比双键短，说明碳原子比乙烯中要更靠近，键能也要高。另外，键能也要高。另外，由于由于spsp杂化碳的电负性比杂化碳的电负性比spsp2 2、spsp3 3碳电负性大碳电负性大，因此，因此C-HC-H 键中的共用电子键中的共用电子对相对烯烃、烷烃来说更靠近对相对烯烃、烷烃来说更靠近C C原子，原子，C-HC-H键易键易断裂，使得乙炔中的炔断裂，使得乙炔中的炔H H有微弱的酸性。有微弱的酸性。C-C(nm)C-H (nm)叁键0.12030.1061双键0.13400.10766566 (1) 含含24 4个碳原子的烯烃为气体个碳原子的烯烃为气体, ,51818

38、个碳原子的烯个碳原子的烯烃为液体烃为液体. .(2) ( (即双键在链端的烯烃即双键在链端的烯烃) )的沸点和其它异构的沸点和其它异构体比较体比较, ,要低要低. .(3)(3)直链烯的沸点要高于带支链的异构体直链烯的沸点要高于带支链的异构体, ,但差别不但差别不大大. .(4)顺式异构体顺式异构体的沸点一般比反式的要高的沸点一般比反式的要高; ;而熔点较而熔点较低低. .(5)(5)烯烃的相对密度都小于烯烃的相对密度都小于1 1.(6)烯烃几乎不溶于水烯烃几乎不溶于水, ,但可溶于非极性溶剂但可溶于非极性溶剂( (戊烷戊烷, ,四氯化碳四氯化碳, ,乙醚等乙醚等) ).4.1 烯烃的物理性质

39、烯烃的物理性质 -烯烃烯烃674.2 炔烃的物理性质 炔烃的物理性质随分子量的增加而有规律的变化。 低级炔烃常温下是气态，C4以上炔烃为液体，高级炔烃为固体。沸点比相应的烯烃高10-20，比重（相对密度）也稍大，但仍小于1。 难溶于水，易溶于CCl4等有机溶剂。 常见炔烃的部分性质，见书中P67页表4-168CCH官能团分析官能团分析C R取代取代电负性电负性sp2sp3 -H加成、加成、氧化氧化电子云密度电子云密度高、易极化高、易极化 键键反应反应类型类型原因原因反应反应位置位置 键键 -H69HCC官能团分析：官能团分析： 键键加成与氧化加成与氧化炔炔-H酸性酸性 CHCCH2CHCH2

40、+ Br2CHCCH2CHCH2BrBr?90%sp杂化控制电子的能力更强杂化控制电子的能力更强亲电加成反应稍慢于双键亲电加成反应稍慢于双键H2OCH2=CH2CH3CH315.73442pKa70碳碳双键碳碳双键断裂乙烷断裂乙烷C-C C-C 单键需要单键需要347347kJ/molkJ/mol断裂双键需要断裂双键需要611611kJ/mol;kJ/mol;说明碳碳说明碳碳 键断裂需要键断裂需要264264kJ/molkJ/mol双键使烯烃有较大的活性双键使烯烃有较大的活性. . - 烯烃在起化学反应时往往随着烯烃在起化学反应时往往随着 键的断裂又生成两个新的键的断裂又生成两个新的 键键,

41、,即在双键碳上各加即在双键碳上各加一个原子或基团一个原子或基团. . C=C + Y-X -C-C- ( sp2) Y Z ( sp3) 5.1化学性质化学性质烯烃的加成反应烯烃的加成反应71 炔烃中的叁键虽与双键不同，却有共同之处，它们都是不饱和键，都由键和键构成，所以烯、炔的性质有相同的地方，都易发生加成、氧化和聚合反应，另外叁键碳上所连的氢也有相当的活泼性，可以发生一些特殊的反应。72CC+H2CCHH 1 1加成反应加成反应RCCRRCH2CH2R+ H2H5C2CCC2H5CCH5C2C2H5HH+ H2H5C2CCC2H5CCH5C2C2H5HH( (一一) )官能团官能团( (C

42、=CC=C或或CC) )的反应的反应73每一摩尔烯烃催化加氢放出的能量每一摩尔烯烃催化加氢放出的能量.乙烯的氢化热为乙烯的氢化热为137kJ/mol,2,3-二甲基二甲基-2-丁烯的氢化热为丁烯的氢化热为111kJ/mol.氢化热氢化热注意：氢化热越小表示分子越稳定注意：氢化热越小表示分子越稳定.双键碳上烷基越多的烯烃越稳定。双键碳上烷基越多的烯烃越稳定。74CC+ BrBrCC+BrCC+产物有立体选择性产物有立体选择性CC+(2)加加X2反应能力：反应能力：F2Cl2Br2I2溴水褪色，溴水褪色，用于鉴别。用于鉴别。-CCCC+CHCHCHBrCHBrCHBr2CHBr275CC(3)加加

43、 H-XCC H+C C H+H-XH+ + X-C C HXH+X-碳正离子越稳定，反碳正离子越稳定，反应越容易发生。应越容易发生。CH3CH=CH2+ H-XHCH3CHCH2XCH3CHCH2XH2-卤丙烷卤丙烷1-卤丙烷卤丙烷马氏规则：不对称烯烃和极性试剂加成，试剂中带马氏规则：不对称烯烃和极性试剂加成，试剂中带正电部分正电部分(H+)加在含氢较多的加在含氢较多的C上。上。HI HBr HCl76CH3CH=CH2+ H+如何解释马氏规则如何解释马氏规则HCH3CHCH2XCH3CHCH2XHHCH3CHCH2CH3CHCH2H+从反应活泼中间体从反应活泼中间体(正碳离子正碳离子)稳定性解释稳定性解释20正碳离子正碳离子10正碳离子正碳离子77(4)加加 酸酸CH3CH2-OHCH2=CH2CH3CH2-OSO3HCH3CH=CH2 CH3CHCH3OSO3HCH3CHCH3OHHCCH + HCN丙烯腈H2C CH CNCuCl-NH4Cl78(5)加加H2OCH2=CH2 + H2OCH3CH2-OHHCCH + H2OHgSO4H2SO4CH3CHOCHC CH3HgSO4H2SO4+ H2OCH3CCH3OH2C=CH-O-HH2C=C-O-HCH379(1)KMnO4