第四章炔烃二烯烃红外光谱(一)炔烃定义：分子中含有碳碳叁键的烃叫做炔烃.它的通式C,H2n-2官能团为：-C=C-4.1炔烃的异构和命名从丁炔开始有异构体(1)异构体·同烯烃一样,由于碳链不同和叁键位置不同所引起的.由于在碳链分支的地方不可能有叁键的存在,所以炔烃的异构体比同碳原子数的烯烃要少·由于叁键碳上只可能连有一个取代基，因此炔烃不存在顺反异构现象
定义:分子中含有碳碳叁键的烃叫做炔烃,它的通式: CnH2n-2 官能团为: -CC- (1)异构体——从丁炔开始有异构体. •同烯烃一样,由于碳链不同和叁键位置不同所引起的.由 于在碳链分支的地方不可能有叁键的存在,所以炔烃的 异构体比同碳原子数的烯烃要少. •由于叁键碳上只可能连有一个取代基,因此炔烃不存在 顺反异构现象. 第四章 炔烃 二烯烃 红外光谱 (一) 炔烃 4.1 炔烃的异构和命名
戊炔的构造异构体：CH,CH,CH,C =CHCH,CHC =CH1-戊炔CH33-甲基-1-丁炔CH,CH,C=CCH2-戊炔(2)炔烃的命名系统命名：炔烃的系统命名法与烯烃相似：以包含参键在内的最长碳链为主链，按主链的碳原子数命名为某炔，代表叁键位置的阿拉伯数字以取最小的为原则而置于名词之前，侧链基团则作为主链上的取代基来命名
• 的构造异构体: CH3CH2CH2C CH CH3CHC CH 1-戊炔 CH3 CH3CH2C CCH3 2-戊炔 •炔烃的系统命名法与烯烃相似;以包含叁键在内的最 长碳链为主链,按主链的碳原子数命名为某炔,代表叁 键位置的阿拉伯数字以取最小的为原则而置于名词之 前,侧链基团则作为主链上的取代基来命名. 3-甲基-1-丁炔 戊炔 (2) 炔烃的命名 • 系统命名:
先命名烯再命名炔含有双键的炔烃在命名时，一般碳链编号以表示双键与叁键位置的两个数字之和最小为原则.例如：CH3-CH=CH-C =CH3-戊烯-1-炔(不叫2-戊烯-4-炔）·乙炔的衍生物命名法：CH,CH,C =CCH3CH,=CH-C =CH2-戊炔1-丁烯-3-炔·系统法：乙烯基乙炔甲基乙基乙炔·衍生物法：
•含有双键的炔烃在命名时,一般 . 碳链编号以表示双键与叁键位置的两个数字之和最小 为原则. 例如: CH3 -CH=CH-C CH 3-戊烯-1-炔 (不叫2-戊烯-4-炔) CH3CH2C CCH3 CH2=CH-C CH •系统法: 2-戊炔 1-丁烯-3-炔 •衍生物法: 甲基乙基乙炔 乙烯基乙炔 • 乙炔的衍生物命名法: 先命名烯再命名炔
4.2炔烃的结构(1) 乙炔的结构·乙炔分子是一个线形分子,四个原子都排布在同一条直线上。乙炔的两个碳原子共用了三对电子0.120 nm·烷烃碳：Sp3杂化-HECH-C·烯烃碳：Sp2杂化·炔烃碳：sp杂化180°0.106nm
•乙炔分子是一个线形分子,四个原子都排布在同一 条直线上. •乙炔的两个碳原子共用了三对电子. •烷烃碳: sp3杂化 •烯烃碳: sp2杂化 •炔烃碳: sp杂化 4.2 炔烃的结构 (1) 乙炔的结构
(2)乙炔分子中的。键·由炔烃叁键一个碳原子上的两个sp杂化轨道所组成的键则是在同一直线上方向相反的两个键在乙炔中每个碳原子各形成了两个具有圆柱形轴对称的 α键.它们是Csp-C,p和Csp-HsH,-CspCsp-H,Csp-Csp
•由炔烃叁键一个碳原子上的两个sp杂化轨道所组成 的键则是在同一直线上方向相反的两个键. •在乙炔中,每个碳原子各形成了两个具有圆柱形轴 对称的 键.它们是Csp-Csp和Csp-Hs . (2) 乙炔分子中的 键
p(3)乙炔的元键spC:2s22p2→2s2px12pv12pzl，乙炔的每个碳原子还各有两个相互垂直的未参加杂化的p轨道，不同碳p原子的p轨道又是相互平行的。sp一个碳原子的两个p轨道和另一个碳原子对应的两个p轨道,在侧面交盖形成两个碳碳元键HH
• C : 2s 22p 2 → 2s 12px 12py 12pz 1 • 乙炔的每个碳原子还各有两个相互 垂直的未参加杂化的p轨道, 不同碳 原子的p轨道又是相互平行的. • 一个碳原子的两个p轨道和另一个碳原子对应的两 个p轨道,在侧面交盖形成两个碳碳键. (3) 乙炔的键
(4）乙炔分子的圆筒形元电子云·杂化轨道理论：两个成键轨道（元1，元2）,两个反键轨道(元1*,元2*)·两个成键元轨道组合成了对称分布于碳碳?键键轴周围的,类似圆筒形状的元电子云
• 杂化轨道理论:两个成键轨道(1 , 2 ),两个反键轨道 (1 * , 2 * ) • 两个成键 轨道组合成了对称分布于碳碳 键键 轴周围的,类似圆筒形状的 电子云. (4) 乙炔分子的圆筒形 电子云
(5) 总结碳碳叁键是由一个?键和两个元键组成·键能一乙炔的碳碳参键的键能是:837kJ/mol;乙烯的碳碳双键键能是:611kJ/mol;乙烷的碳碳单键键能是：347kJ/molC-H键长一和p轨道比较，s轨道上的电子云更接近原子核.一个杂化轨道的s成分越多.则在此杂化轨道上的电子也越接近原子核.由sp杂化轨道参加组成共价键所以乙炔的C-H键的键长(0.106 nm)比乙烯(0.108nm)和乙烷(0.110nm)的C-H键的键长要短.碳碳叁键的键长一最短(0.120nm),这是除了有两个元键,还由于sp杂化轨道参与碳碳c键的组成
•碳碳叁键是由一个 键和两个 键 组成. •键能—乙炔的碳碳叁键的键能是:837 kJ/mol; 乙烯的碳碳双键键能是:611 kJ/mol; 乙烷的碳碳单键键能是:347 kJ/mol. •C-H键长—和p轨道比较, s轨道上的电子云更接近原 子核.一个杂化轨道的s成分越多,则在此杂化轨道上的 电子也越接近原子核.由sp杂化轨道参加组成共价键 ,所以乙炔的C-H键的键长(0.106 nm)比乙烯(0.108 nm)和乙烷(0.110nm)的C-H键的键长要短. •碳碳叁键的键长—最短(0.120 nm),这是除了有两个 键,还由于 sp 杂化轨道参与碳碳键的组成. (5) 总结
4.3炔烃的物理性质(1)炔烃的物理性质和烷烃,烯烃基本相似：(2)低级的炔烃在常温下是气体,但沸点比相同碳原子的烯烃略高：(3)随着碳原子数的增加,沸点升高(4)叁键位于碳链末端的炔烃(又称末端炔烃)的沸点低于叁键位于碳链中间的异构体(5)炔烃不溶于水,但易溶于极性小的有机溶剂,如石油醚,苯,乙醚,四氯化碳等
(1) 炔烃的物理性质和烷烃,烯烃基本相似; (2) 低级的炔烃在常温下是气体,但沸点比相同碳原子 的烯烃略高; (3) 随着碳原子数的增加,沸点升高. (4) 叁键位于碳链末端的炔烃(又称末端炔烃)的沸点低 于叁键位于碳链中间的异构体. (5) 炔烃不溶于水,但易溶于极性小的有机溶剂,如石油 醚,苯,乙醚,四氯化碳等. 4.3 炔烃的物理性质
4.4炔烃的化学性质炔烃的主要性质是叁键的加成反应和叁键碳上氢原子的活泼性(弱酸性）4.4.1叁键碳上氢氨原子的活泼性（弱酸性(a)叁键的碳氢键由sp杂化轨道与氢原子参加组成共价键,叁键的电负性比较强,使C-H α键的电子云更靠近碳原子．这种三C-H键的极化使炔烃易离解为质子和比较稳定的炔基负离子（-C=C-).（即：有利于炔C-H异裂形成H+烷烃C-H易均裂一如氯取代反应）(b)炔烃H原子活泼,有弱酸性和可被某些金属原子取代(c)炔烃具有酸性,是与烷烃和烯烃比较而言,其酸性比水还弱.（书中pKa比较）
(a)叁键的碳氢键由sp杂化轨道与氢原子参加组成共价 键,叁键的电负性比较强,使C-H 键的电子云更靠近碳原 子. 这种 C-H键的极化使炔烃易离解为质子和比较稳定 的炔基负离子 (-CC- ). (即：有利于炔C-H异裂形成H+； 烷烃C-H易均裂——如氯取代反应) (b)炔烃H原子活泼,有弱酸性和可被某些金属原子取代. (c)炔烃具有酸性,是与烷烃和烯烃比较而言,其酸性比水 还弱.（书中pKa比较） 4.4 炔烃的化学性质 •炔烃的主要性质是叁键的加成反应和叁键碳上氢原子的 活泼性(弱酸性). 4.4.1 叁键碳上氢原子的活泼性 (弱酸性)