第三章烯烃 s3定义和分类 一定义: 分子里含有碳一碳双键(>C=C<)的碳氢化合物,肉其分子里的氢頃子数比碳原子数 相同的烷烃分子里的氢原子数少,所以叫烯烃 双键官能团 二分类 单烯烃:CH2n,与单环烃的分子式相同,所以属于构造异构 二烯烃:CnH2n-2,单炔烃,双脂环烃 多烯烃 不饱和度 unsaturation site)。 §32结构 乙的结构 经物理方法测定证明,乙烯C2H是一个平面结构的每个碳源子的三个键基木上成三角形 吋以认为双键碳原子为Sp2杂化。 钟5(0)5乙烯中平行的轨道的边缘重叠(b
第三章 烯烃 §3.1 定义和分类 一 定义： 双键官能团 二 分类： 单烯烃： 二烯烃： 多烯烃： 与单环烃的分子式相同，所以属于构造异构 CnH2n-2, 单炔烃，双脂环烃 §3.2 结构
尔错的某些特点 1、x键和0键不同,孤键是长轴平行的p轨道侧面交盖而成的,其重叠程度比各种σ键都少; 所以x键的键能比键的键能低;键的稳定性比o键弱若认为碳碳间的p28po键的键能与女 处在各种结构里的p3-pa键的平均键能相同,也是3472kJ/mol,而实际测得C=C双键的键能 是6107kJ/mol;那双键里π键的键能只应是268kJ/mb键能低 由于键的电子云分布在碳碳连线上下,与两个碳原子的绪合比键松驰具有比较大的流动性, 在外界电场作用下,电子云蜜度分布状态容易发生变化,易被极化 性质都比较活泼。 2、x键是长轴平行的两个哑铃状P轨道侧面交叠而成的,若两个P轨道作相对旋转,两 间的电子云的交叠必然破坏,而破坏x键需消耗263.5kJ/mol的能量;因为分子热运动的能 远远小于它,所以,以双键结合的碳原子不能自旋转,只有当提供的能量足够使键断 时,双键的碳原子才能绕键轴旋转。在双键的某些反应过程中会发生这种情况。 3、由于碳一碳双键上既有一对P电子云,又有π键的电子云,因此双键的电子云密度 大于单键,这就增大了键上的电子与原子核之间的吸引力;同时杂化轨道中的成份比在 SP3杂化轨道中的大,$p2杂化轨道的伸长程度略比p杂化轨道小,所以双键的键长为0,134 m,比单键的键长短
二 键能低
§33烯烃的同系列、同分异构及命名 一同系列 CH2=CH, CH,=CH-CH3 CH,=CH-CH,CH 系差绑是CH2 二同分异构 比如:要写出C4H8的同分异构体 思路:要一类类的写 要考虑每一类所有可能的异构体 单环烃 烯烃双键在一位 H2c C 6个 双键在第二位 H 再比如:要写C6H12的所有的同分异构体 单环烃 2HE C2H E Et
§3.3 烯烃的同系列、同分异构及命名 一 同系列 二 同分异构 比如：要写出C4H8的同分异构体 思路：要一类类的写 要考虑每一类所有可能的异构体 单环烃 烯烃 双键在一位 H2C CH H2 C CH3 H2C C CH3 双键在第二位 H H H H 6个 再比如：要写C6H12的所有的同分异构体 C2H5 C2H5 Et Et Et 单环烃
Ho hoh 单烯烃: C-C-C-CH3 C-C- CH3 C-C-CH C-C-CH3 = C CH2 对映异构 H H Pr P H n-Pr i-Pr 三命名 (一)普通命名法(简单) 比如 CHa 乙烯丙烯 cH2CH≈CHCH3 C:CH 对称二甲基乙烯 CH 异丁,不对称二甲基乙烯 H3 CH -CH-CH=CH-CH 对称甲基异丙基乙烯
单烯烃： H2 C H2 C H2 C CH3 H2 C H C CH3 H C H2 C CH3 H2 C H2 C CH3 对映异构 H2 C CH2 H H n-Pr H H n-Pr H H i-Pr H H i-Pr H Me Et Me H Et H H H H 三 命名 （一）普通命名法（简单） 比如： 乙烯 丙烯
(二)系统命名法 选主链 含双键在内的最长碳链作主链 满足上述,支链最多的 编号 离双键最近的一端开始编号 命名 取代基位置-名称-双键位置-母体名称 有顺反的,要在整个前面加顺反,没有相同基团的,就用ZE CH CH, CH=CH2 CH CH=CHCH, CH, CCH=CH. CHCH 1-丁烯 2丁矫 3,3-二甲基-1-戊烯 1-butene 2-butene 3, 3-dimethyl-1-pentene CH.icH C(CH3) H,C CH+ CH; CH CREC CHCH,CH, H H ch,CCh, cHy H, H 3-〔二级丁莓}环成烯 (z)-或顺-2,2,5-三甲蒸-3-已烯 (5R,2E)-5-甲基-3-丙基2庚烯 3(sec-butyl)cyclopentene (2)-Ecis-2, 2, 5-trimethyl-3-hexent (5R,22)-5-methyl-3-propyf -2-heptere
（二）系统命名法 1 选主链 含双键在内的最长碳链作主链 满足上述，支链最多的 2 编号 离双键最近的一端开始编号 3 命名 取代基位置-名称-双键位置-母体名称 有顺反的，要在整个前面加顺反，没有相同基团的，就用Z/E
H C-C Br CI (Z)-或反,2二氯-1溴乙蝌 (2)E trans-i-bromo-1, 2-dichloroethylene 从上面的命名中可以看到,顺、反与Z、E在命名时并不完全一致的,即顺型不…定是Z构 型,反型也不一定是丑构型。 附:烯基的命名 CH2=CH一 CH&CH=CH- CH,chCi 普通命名法 乙烯基 丙烯基 烯丙基 vinyl propeny .lly IUPAC命名法;乙烯基 1-丙烯基 2-丙烯基 ethenyl 1-propenyl 2-propenyl 有两个自由价的基称亚基R2C=型亚基英文命名用词尾 ylidene”代替基的词尾y" H,C CH, CH= (CH,)C- 普通余名法与UPAC命名法 亚甲基 亚乙基 亚异丙基 methylene(习惯用 ethylidene isopropy liden methylidene
附：烯基的命名
对于一CH2CH2型亚基,则用以下方法命名 Ci, CH2- CH2CH2CH2→ -CH, CH, CH CH, 昝通命名法与 IUPAC命名法;1,2亚乙基 1,3-亚丙甚 1,4亚丁基 ethylene dimethylene tetramethylene §34烯烃的性质 物性 状态 在室温下含2-4个碳原子的烯烃为气体,含5-18个碳原子的为液体,含19个碳原f以上 的为固体。 沸点随着分子量的增加而升高。略小于同C数的烷烃 含同数碳原子的直链烯烃的沸点比带支链的高。 双键处在中间的烯烃一般比处在链端的高 顺式异构体的沸点比反式高, 熔点随着分子量的增加而升高。 顺比反式低。 密度密度小于1,但比相应的烷烃大 溶解度烯烃在水里的溶解度很小,但比烷烃大。烯烃在某些重金属盐(如亚钢盐和银盐)的水溶液 中的溶解度很大,这是因为烯烃能以x电子与金属离子配合,生成水溶性较大的络合物。 折射率折射率是分子中电子极化度的最灵敏的量度。由于烯烃分子里双键的存在,化度较烷 烃大,所以烯烃的折射率高于烷烃
§3.4烯烃的性质 一 物性 状态 沸点 略小于同C数的烷烃 双键处在中间的烯烃一般比处在链端的高 熔点 顺 密度 溶解度 折射率
二化性 RC2c=CH2加成 氧化 H的取代反应 聚 (一)加成反应 1催化加氢 C=C<+H2→-c-C HH 说明:(1)这个反应是使碳-碳双键变成碳-单键的通用方法。几乎用同祥的设备、同样的催化 剂、同样的反应条件,就可将不饱和烃、不饱和醇、不饱和酯转变成相应的饱和化合物,反 应进行得很完全。 (2)这个反应虽然是放热反应,由于活化能大,必须在催化剂存在下进行,催化剂 门可以降低加氢反应的活化能,使反应易于进行常用的催化剂是P小}等过渡金属。 (3)立体化学:主要是顺式加成
二 化性 C H CH2 H2 R C 加成 氧化 H的取代反应 聚合 （一）加成反应 `1 催化加氢 说明： （1） （2） （3）立体化学：主要是顺式加成
H 金属催化剂表面 H CrC HH H F H 第mm % (4)若双键上的取代基越大,取代基数目越多,越不容易吸附在催化剂袤面,加氢也就越不容 易进行。 若有多个双键,加氢有选择性进行 PtOl, CH OH 1. H2 苧烯 芸烯 100 % 位阻不同,就从位阻小的一面进行反应
（4） 若有多个双键，加氢有选择性进行 位阻不同，就从位阻小的一面进行反应
CHa CH CHov/CHs HI Ni H H CH, 2亲电加成反应 (1)与卤素的反应 实验事实: 烯烃与氟的反应太猛烈往往引起碳-碳键的断裂,很少应用。 烯烃’氯的反应也很快:但不会引起键的断裂 (CH)BCCH=CH2 +C1,. -+(CHg) CCHCH2 (CH3 ),CHCH=CHCH, +Br. CCl. oC(CHg)2CHCHCHCHs BrBr 4甲基-2-戊烯 4-甲某·2,3·二漠戊烧 100% 溴的四氯化碳溶液常用于烯烃的检验。溴的四氮化碳溶液为红棕色,把它滴加到烯烃中,立即褪 色。不过能使溴的四氯化碳褪色的化合物不只限于烯烃,还要用别的方法验证
2 亲电加成反应 （1）与卤素的反应 实验事实： A 但不会引起键的断裂