有机化学第三章烯烃和炔烃.

第三章烯烃和炔烃第一节烯烃第二节炔烃第一节烯烃一烯烃定义通式和异构现象二烯烃的结构三烯烃的命名四烯烃的物理性质五烯烃的化学性质一烯烃的定义、通式和异构现象1烯烃的定义、通式分子中只含有一个碳碳双键的链烃叫做烯烃。烯烃比相应烷烃少两个氢原子，通式为CnH2n。烯烃有三种异构：碳链异构、位置异构及(顺反异构不讲)：如丁烯的三个同分异构体为：2烯烃的异构现象①②③CH2CHCH2CH3CH2CCH3CH3CH3CHCHCH3①或③和②互为碳链异构体.①和③互为位置异构体。二、烯烃的结构乙烯分子中的碳原子的2s轨道和两个2p轨道重新组合成了三个完全相同的sp2杂化轨道，还剩余一个未参与杂化的2p轨道。碳原子的sp2杂化形状如下：乙烯CH2=CH22p2s2s2p激发杂化基态C激发态Csp2三个sp2杂化轨道一个P轨道烯烃中的三个sp2轨道呈平面三角形,键角是120°杂化后碳原子核外电子云图乙烯的结构和π键乙烯分子中两个碳原子各以一个sp2杂化轨道沿键轴方向重叠形成一个C—Cσ键，并以剩余的两个sp2杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道沿键轴方向重叠形成4个等同的C—Hσ键，5个σ键都在同一平面内，因此乙烯为平面构型。此外，每个碳原子上还有一个未参与杂化的p轨道，两个碳原子的p轨道相互平行，“肩并肩”重叠形成π键。键的特性：不具轴对称性，不能自由旋转。电子云距核远，流动性大，活泼性大。三、烯烃的命名CH3CH＝CH－丙烯基或1–丙烯基CH2＝CHCH2－烯丙基或2–丙烯基CH2＝CH－乙烯基1烯基的命名烯烃去掉一个H后的一价基团.烯基在命名时,其编号应从游离价所在的C开始。例6754321CHCH2CHCCH2CH2CH3CH2CH3CH3CH33，5-二甲基-2-乙基-1-庚烯2系统命名法③书写格式以双键碳原子中编号小的数字标明双键的位次，并将取代基的位次、名称及双键的位次写在烯的名称前②编号从靠近双键一端开始，把双键上第一个碳原子编号加在烯烃名称前表示双键位置。①选主链择含碳-碳双键最长的碳链作主链，根据碳原子数目称为某烯四、烯烃的物理性质烯烃和烷烃相似。1加成反应（1）催化加氢催化剂：铂(Pt)、钯(Pa)或镍(Ni)等，烯烃加氢生成烷烃。五、烯烃的化学性质第一步:吸附第二步:反应第三步:解析催化加氢机理：（2）加卤素烯烃可与卤素（Cl2、Br2）在双键处发生加成反应，主要与Cl2、Br2发生加成反应。(F2太快，I2太慢。)此反应可用来检验C=C的存在。（3）加卤化氢反应历程：亲电加成慢快主产物是哪个？主产物马氏规则：副产物当不对称烯烃与不对称试剂加成时，主产物是试剂带正电荷的部分加到含氢较多的双键碳原子上，这是1898年俄国科学家马尔科夫尼科夫发现的，简称马氏规则。马氏规则的理论解释:正碳离子的稳定性决定了烯烃加成主要产物的结构。稳定性由右到左依次增强烯烃可在浓硫酸的催化下与水反应，生成醇（4）加水反应历程：亲电加成CH3C+(CH3)2慢OSO3HO-SO3HOH-CH3C(CH3)2CH3C(CH3)2+HO-SO3H快H—OHδ-δ-δ+δ+CH2=C(CH3)2+H+在有机化学中，通常把加氧或脱氢的反应统称为氧化反应。2氧化反应（1）高锰酸钾氧化(酸性)烯烃可以被高锰酸钾氧化，氧化产物视烃的结构和反应条件的差异而不同。反应后高锰酸钾溶液的紫色褪去，因此是鉴别碳碳双键的常用方法之一。例：氧化产物与烯烃结构密切相关：双键C上有两个氢，产物是CO2和H2O。双键C上有一个氢，产物是羧酸。双键C上没有氢，产物是酮。因此，测定烯烃氧化产物的结构，便可推断烯烃结构。OOCOCO3低温，惰性溶剂环状氧化合物(CH3)2C=CH2H2OZn(CH3)2C=O+HCHO含6-8%臭氧的氧气和烯烃作用，生成臭氧化合物的反应称为臭氧化反应。用于测定烯烃的结构（2）烯烃的臭氧化反应丙酮甲醛那么，原来的烯烃为：烯烃臭氧化从产物推出原来的烯烃的结构。3聚合反应烯烃在齐格勒-纳塔催化剂及一定的压力和温度下聚合得到聚烯烃而生产出塑料。1950年代德国化学家K•齐格勒合成了这一催化剂(四氯化钛-三乙基铝)生产聚乙烯。意大利化学家G•纳塔将这一催化剂用于生产聚丙烯。他二人因此获1963年诺贝尔化学奖。从而引爆出一个新的学科------高分子化学。第二节炔烃一定义分类通式和同分异构现象二炔烃的结构三炔烃的命名四炔烃的物理性质五炔烃的化学性质一炔烃的定义通式和同分异构分子中只含有一个碳碳三键的链烃叫做炔烃。炔烃通式为CnH2n-2.炔烃的异构与烯烃类似：除碳链异构外，还存在位置异构。直线形CH3C≡CCH32-丁炔二炔烃的结构CH≡CH乙炔2s2psp2p激发2s2p基态C两个sp杂化轨道杂化两个p轨道两个sp杂化轨道炔的sp杂化:两个P轨道激发态C乙炔分子中的每个碳原子，各以一个2s轨道和一个2p轨道进行sp杂化，组成了两个完全相同的sp杂化轨道，每个碳原子还剩余两个未参与杂化的2p轨道。杂化形状如上图。SPSPPP乙炔分子中杂化后碳原子的核外电子云图乙炔分子式为C2H2，构造式为CH≡CH键角为180°，乙炔分子中的两个碳原子和两个氢原子在同一条直线上，乙炔为直线型分子。乙炔分子电子云图分子形状：四面体平面三角形直线形烷、烯、炔烃的结构小结杂化方式：SP3SP2SP碳的电负性随S成份的增大，逐渐增氢的pka:~50~44~25四炔烃的物理性质炔烃的物理性质和烷烃、烯烃相似。三炔烃的命名炔烃的系统命名法命名原则与烯烃相同。五炔烃的化学性质1加成反应炔烃催化加氢，生成烯烃。进一步加氢生成烷烃。（1）加氢（2）加卤素用途:炔烃的鉴别*烯烃比炔烃更易反应。(双键,(叁键SP2杂化)SP杂化)炔烃加氢卤酸按马氏规则进行，生成卤代烷烃。（3）加卤化氢(HX)(4)炔烃加水注:除了乙炔加水生成乙醛之外,其它炔烃加水都生成酮。2氧化反应炔烃和高锰酸钾氧化剂反应，使叁键断裂，最后得到羧酸或二氧化碳。炔烃与酸性高锰酸钾的氧化反应CH3C≡CHKMnO4+CO2+H2OCH3COOHH+3金属炔化物的生成及链端炔烃的鉴定理论解释:酸性作业P52•1（5）（7）•4（1）（3）（4）（5）（6）（7）•69101112