环烷烃和烯烃烯烃

环烷烃和烯烃烯烃第1页，课件共31页，创作于2023年2月第一节烯烃

(Alkene)主要内容：烯烃的结构烯烃的通式和同分异构烯烃的命名烯烃的物理性质和化学性质第2页，课件共31页，创作于2023年2月烯烃(alkene)：含有碳碳双键（C=C）官能团的不饱和烃。

含一个双键的称为单烯烃，含两个双键称二烯烃，含多个双键称多烯烃。概述乙烯ethene1,3-丁二烯1,3-butdieneβ-胡萝卜素β-Carotene1第3页，课件共31页，创作于2023年2月3.1烯烃的结构基态激发激发态杂化sp2杂化轨道每个sp2杂化轨道含1/3s成分和2/3p成分1.碳原子轨道的sp2杂化p轨道3个sp2杂化轨道处同一平面，夹角1200p轨道垂直于3个sp2轨道的平面psp2sp2sp22第4页，课件共31页，创作于2023年2月2.碳碳双键的形成“肩并肩”“头碰头”乙烯分子中的σ键和π键：C=Cσ键：sp2-sp2π键：2p-2p

五个σ键在同一个平面上；π电子云分布在平面的上下方。乙烯是平面型分子3第5页，课件共31页，创作于2023年2月3.

π键的特点1.侧面重叠，键不牢固；（π键键能：251.5kJ/mol；σ键键能：362.5kJ/mol）2.π电子离核较远，受核束缚较小，易极化，反应活性高；3.不能自由旋转，存在顺反异构。π键电子云旋转时π键断裂C-CC=C键能/Kjmol-1361612.52个双键碳、与双键相连的4个原子必在同一个平面上。4第6页，课件共31页，创作于2023年2月3.2

烯烃的通式和同分异构1.通式单烯烃的通式：CnH2n

，有一个不饱和度。不饱和度：可加氢的程度，又称缺氢指数，用希腊字母Ω表示。卤素原子取代基，可视作氢原子计算氧、硫等其他二价离子不计练习：5C4H4NOCl第7页，课件共31页，创作于2023年2月2.同分异构(1)构造异构(如:C4H8)碳链异构：官能团位置异构：官能团异构：含有相同数目碳原子的烯烃和环烷烃是同分异构体6第8页，课件共31页，创作于2023年2月(2)顺反异构(cis-transisomer):由于双键不能自由旋转而产生相同基团在双键同侧为顺式,不同侧为反式。当两个双键碳原子上各连有不同取代基时，可能有顺反异构体。二者不能相互转换，是可以分离的两个不同的化合物。顺反异构体不仅理化性质有差别，有时生物活性亦有差别。顺-2-丁烯反-2-丁烯构型异构:构造式相同,原子的空间排列方式不同7第9页，课件共31页，创作于2023年2月3.3

烯烃的命名常见烯基的名称：烯烃很少采用普通命名：丙烯propylene乙烯ethylene异丁烯isobutylene9第10页，课件共31页，创作于2023年2月系统命名法1.系统命名原则迭主链：选择包括双键在内的最长碳链为主链，称某烯。编号：从最靠近双键一端对主链依次编号。写出取代基名称、个数和位次，标出双键位次。在②③前提下，取代基应有尽可能小的编号。以烷烃的命名原则为基础，增加相关的新内涵2-乙基-1-戊烯2-异丙基-1-丁烯3-甲基-2-乙基-1-丁烯2-ethyl-3-methyl-1-butene

举例：10第11页，课件共31页，创作于2023年2月顺反异构体的命名1.顺反命名法必须有相同基团参照顺-2-戊烯cis-2-pentene

相同基团在双键同侧为顺式，不同侧为反式。可用词头“顺（cis）”和“反（trans）”表示构型。反-2-戊烯trans-2-pentene

顺(cis)反(trans)?11第12页，课件共31页，创作于2023年2月2.Z,E命名法Z(德文：Zusammen)相同E(德文：Entgagen)相反依据次序规则确定两个双键碳原子上的优先基团。

用Z

或E

型标记.

Z

型：双键碳上两个优先基团（或原子）在同侧。（A>B,C>D）E

型：双键碳上两个优先基团（或原子）在异侧。（A>B,D>C）12第13页，课件共31页，创作于2023年2月次序规则(P29)：(1)原子序数大者优先，同位素质量大者优先。(2)第一个原子相同时，比较与其相连的下一个原子（选最大的）。如仍相同，继续外推，直到比较出“较优”基团为止。I>Br>Cl>S>F>O>N>C>D>H13第14页，课件共31页，创作于2023年2月(3)不饱和键中,双键或三键看作与同一原子连接2次或3次。优先顺序：14第15页，课件共31页，创作于2023年2月举例：(E)-1-氯-2-溴-1-丁烯(Z)-3-乙基-1,3-戊二烯注:E-构型不一定为反式;Z-构型也不一定是顺式。“顺/反”命名法和“Z/E”命名法无必然的联系!(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯反-1,2-二氯-1-溴乙烯(E)-2-氯-2-丁烯顺-2-氯-2-丁烯15第16页，课件共31页，创作于2023年2月3.4烯烃的理化性质一、物理性质与烷烃类似：C2-C4的烯烃为气体，C5-C16的为液体，C17以上为固体。沸点、熔点、比重都随分子量的增加而上升。溶于有机溶剂，不溶于水。烯烃沸点比烷烃略高。顺反异构体中，一般反式沸点低于顺式。沸点℃3.50.9熔点℃-139-106偶极矩C.m1.110-30016第17页，课件共31页，创作于2023年2月二、化学性质α-Hα-C卤代反应加成反应氧化反应聚合反应

双键的加成反应

1）催化氢化

2）亲电加成反应双键的氧化反应

-氢卤代反应碳原子——与官能团相连的碳原子,其氢为H。17第18页，课件共31页，创作于2023年2月（一）双键的加成反应—烯烃最主要的反应π键的打开新的σ键的形成X=YorX≠Y催化氢化亲电加成反应加卤化氢加卤素加硫酸加水加次卤酸不饱和饱和18第19页，课件共31页，创作于2023年2月1.烯烃的催化氢化—还原反应

实验室常用催化剂:

Pt,Pd(用活性炭、CaCO3、BaSO4等负载)

RaneyNi(骨架镍)Ni(Al)+NaOHNi+NaAlO2+H219第20页，课件共31页，创作于2023年2月催化氢化应用：制备烷烃；测定双键数目，氢化反应是定量的；放热反应，通过氢化热判断烯烃稳定性。结论:双键碳原子连接烷基数目越多，烯烃越稳定；反式异构体比顺式异构体的稳定性高。氢化热kJ·mol-1

137.2125.9118.8112.5119.5115.320第21页，课件共31页，创作于2023年2月2.烯烃的亲电加成（electrophilicaddition）反应21(1)加卤化氢反应活性顺序：HI>HBr>HCl

反应机理：反应分两步进行经历碳正离子中间体形成碳正离子的一步是决速步骤碳正离子反应决速步由亲电试剂进攻而引起，故此反应称亲电加成反应。对称烯烃：第22页，课件共31页，创作于2023年2月22不对称烯烃加成具有区域选择性。

马氏规则：不对称烯烃与卤化氢加成时，卤化氢中的氢总是加到含氢较多的双键碳原子上，卤素加到含氢较少的碳原子上。

马氏规则的实质是：在加成反应的第一步，优先生成较稳定的碳正离子。21第23页，课件共31页，创作于2023年2月23

碳正离子稳定性（同自由基稳定顺序）产物取决于碳正离子的稳定性——符合马氏规则第24页，课件共31页，创作于2023年2月24诱导效应（inductiveeffect）（P91）δδδ+δδ+δ+δ-由于成键原子电负性不同，引起分子内电子云分布不均匀，使整个分子中成键电子云按取代基团的电负性所决定的方向而偏移的效应。

诱导效应一般用I

表示，饱和C-H键的诱导效应规定为零。诱导效应随分子链的增长而迅速衰减。第25页，课件共31页，创作于2023年2月25当一个原子或原子团与碳原子成键后，电子云偏离碳原子，称为-I

效应。一般来说，原子吸电子能力越强，-I

效应越大。+I诱导效应与-I诱导效应相反。具有+I效应的原子或原子团与碳原子成键后，可使电子云偏向该碳原子。具有+I效应的原子团主要是烷基，并且只有在与不饱和碳相连接时才呈现+I效应。具有-I效应的原子团主要有-X、-CF3、-NO2等。第26页，课件共31页，创作于2023年2月26

推电子基有利于稳定碳正离子。吸电子基不利于稳定碳正离子。第27页，课件共31页，创作于2023年2月27

过氧化物效应（peroxideeffect）

当反应体系中存在过氧化物(ROOR)时，加成取向符合反马氏规则——过氧化效应反应机理为过氧化物引发的自由基机理只有溴化氢有过氧化效应，碘化氢和氯化氢无过氧化效应第28页，课件共31页，创作于2023年2月(2)加卤素（Br2、Cl2

）28烯烃的鉴别

现象：化合物A＋5％溴的CCl4溶液红棕色马上褪去结论：化合物A中可能存在“C=C”卤素加成的活性顺序：氟>氯>溴>碘剧烈几乎不反应第29页，课件共31页，创作于2023年2月(3)加硫酸(HOSO2OH)29符