三章不飽和烴ppt課件

1、第三章 不飽和烴 (一) 烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu)(二) 烯烴和炔烴的同分異構(gòu)(三) 烯烴和炔烴的命名(四) 烯烴的物理性質(zhì) (五) 烯烴和炔烴的化學(xué)性質(zhì) (六) 烯烴和炔烴的工業(yè)來(lái)源和制法 第三章 不飽和烴 含有碳碳重鍵(C=C或CC)的開鏈烴稱為不飽和烴。例如： (一) 烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu) 烯烴的結(jié)構(gòu) (2) 炔烴的結(jié)構(gòu) (一) 烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu) (1) 烯烴的結(jié)構(gòu)烯烴的結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)事實(shí)：儀器測(cè)得乙烯中六個(gè)原子共實(shí)驗(yàn)事實(shí)：儀器測(cè)得乙烯中六個(gè)原子共平面：平面： CCHHHH0.1330nm0.1076nm116.6。121.7。(甲甲) 雜化軌道理論的描述雜化軌道理論的描述 C2H4中，C采取sp2雜化

2、，形成三個(gè)等同的sp2雜化軌道： 雜化3個(gè)sp2雜化激發(fā)sp2雜化軌道的形狀與sp3雜化軌道大致相同，只是sp2雜化軌道的s成份更大些：sp3sp2 為了減少軌道間的相互斥力，使軌道在空間相距最遠(yuǎn)，要求平面構(gòu)型并取最大鍵角為120： 120。C3個(gè)s p 雜 化軌道2取最大鍵角為1 2 0 。未參加雜化的p 軌道與3個(gè)s p 雜 化軌道2垂直(動(dòng)畫，sp2雜化碳) HHHHCCHHHHCC(動(dòng)畫，乙烯的結(jié)構(gòu)) (乙乙) 分子軌道理論的描述分子軌道理論的描述 分子軌道理論主要用來(lái)處理p電子。 乙烯分子中有兩個(gè)未參加雜化的p軌道，這兩個(gè)p軌道可通過(guò)線性組合加加減減而形成兩個(gè)分子軌道： p(p(能量

3、* +-p(p(能量* +-節(jié)面+-有一個(gè)節(jié)面+-無(wú)節(jié)面+- 分子軌道理論解釋的結(jié)果與價(jià)鍵理論的結(jié)果相同，最后形成的鍵電子云為兩塊冬瓜形，分布在乙烯分子平面的上、下兩側(cè)，與分子所在平面對(duì)稱： HHHHCC動(dòng)畫(乙烯的結(jié)構(gòu))HHHCCCH3HHHCCC2H5丙烯的結(jié)構(gòu)丁烯的結(jié)構(gòu) 其它烯烴分子中的C=C： 小小 結(jié)結(jié)鍵的特性：鍵的特性：鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。鍵不能自由旋轉(zhuǎn)。鍵鍵能小，不如鍵鍵能小，不如鍵牢固。鍵牢固。 碳碳雙鍵鍵能為碳碳雙鍵鍵能為611KJ/mol,碳碳單鍵鍵碳碳單鍵鍵能為能為347JK/mol, 鍵鍵能為鍵鍵能為611-347=264K/mol鍵電子云流動(dòng)性大，受核束縛小，易極鍵電子云

4、流動(dòng)性大，受核束縛小，易極化。化。鍵易斷裂、起化學(xué)反應(yīng)。鍵易斷裂、起化學(xué)反應(yīng)。 (2) 炔烴的結(jié)構(gòu)炔烴的結(jié)構(gòu) 以乙炔為例。 儀器測(cè)得：C2H2中，四個(gè)原子共直線： HHCC0.106nm0.120nm 量子化學(xué)的計(jì)算結(jié)果表明，在乙炔分子中的碳原子是sp雜化： 雜化2個(gè)sp雜化激發(fā)p軌道二個(gè)sp雜化軌道取最大鍵角為180，直線構(gòu)型： C C乙炔分子的骨架： C CC CH HH H每個(gè)碳上還有兩個(gè)剩余的p軌道，相互肩并肩形成2個(gè)鍵： HHCC(動(dòng)畫，乙炔的結(jié)構(gòu)) (動(dòng)畫，sp雜化碳) 其電子云的形狀為對(duì)稱于C-C鍵的周圍： P44圖3-9(II) 小小 結(jié)結(jié)CC中碳原子為sp雜化；CC中有一個(gè)鍵

5、、2個(gè)相互的鍵；共價(jià)鍵參數(shù)： 837KJ/mol347KJ/mol()HHCC0.106nm0.120nm0.154nm0.110nmCCHH3H23 347=1041x611KJ/mol0.134nm0.108nmCCHHH2why?原因： CC中有1個(gè)和2個(gè)鍵； sp雜化軌道中的S成份多。(S電子的特點(diǎn)就是離核近，即s電子云更靠近核) (二) 烯烴和炔烴的同分異構(gòu) 烯烴：C4以上的烯有碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)位置異構(gòu)、順?lè)串悩?gòu)炔烴：C4以上的炔烴只有碳鏈異構(gòu)和位置異構(gòu)，無(wú)順?lè)串悩?gòu)。 例：丁炔只有兩種異構(gòu)體，丁烯有四種異構(gòu)體： C4H6： CH C-CH2CH31-丁炔CH3C CCH32-丁炔CH

6、2=CH-CH2-CH3CH2=C-CH3CH31-丁烯順-2-丁烯2甲基丙烯（異丁烯）II I IC=CH3CHHCH3C=CH3CHHCH3反-2-丁烯I I(A)I I(B)例2 戊炔有3種異構(gòu)體，戊烯有6種異構(gòu)體：CHCCH2CH2CH3CH3CCCH2CH3CHCCHCH3CH31-戊炔2-戊炔3-甲基-1-丁炔戊炔：戊烯：CH2CHCH2CH2CH3CCHCH3HCH2CH3CCHCH3HCH2CH3CH2CHCHCH3CH3CH2CCH2CH3CH31-戊烯順-2-戊烯反-2-戊烯3-甲基-1-丁烯2-甲基-2-丁烯CH3CHC(CH3)22-甲基-1-丁烯注 意形成順?lè)串悩?gòu)的條

7、件：形成順?lè)串悩?gòu)的條件： 必要條件：有雙鍵必要條件：有雙鍵 充分條件：每個(gè)雙鍵碳原子必須連接兩個(gè)充分條件：每個(gè)雙鍵碳原子必須連接兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。不同的原子或原子團(tuán)。 例如，1-丁烯： 沒(méi)有順?lè)串悩?gòu) CH2=CHCH2CH3(三) 烯烴和炔烴的命名(1) 烯基和炔基(2) 烯烴和炔烴的命名 (甲) 衍生物命名法 (乙) 系統(tǒng)命名法(3) 烯烴的順?lè)串悩?gòu)體的命名 (甲) 順?lè)疵?(乙) Z,E-命名法 官能團(tuán)大小次序規(guī)則 (1) 烯基和炔基烯基和炔基 烯烴和炔烴分子從形式上去掉一個(gè)氫原子后，剩下的基團(tuán)分別稱為烯基和炔基； 不飽和烴去掉兩個(gè)氫后，也形成相應(yīng)的亞基。 CH2=CH-CH3-

8、CH=CH-CH2=CH-CH2-CH3-C=CH2乙烯基丙烯基烯丙基異丙烯基HC C-CH3-C C-HC C-CH2-CH=CH-乙炔基丙炔基1,2-亞乙烯基炔丙基(2) 烯烴和炔烴的命名烯烴和炔烴的命名 (甲甲) 衍生物命名法衍生物命名法 衍生物命名法只適用于簡(jiǎn)單的烯烴和炔烴。衍生物命名法只適用于簡(jiǎn)單的烯烴和炔烴。 烯烴以乙烯為母體，炔烴以乙炔為母體。將其烯烴以乙烯為母體，炔烴以乙炔為母體。將其它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例：它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例： CH3-CH=CH2(CH3)2CH=CH2CH3-CH=CH-CH2CH3CH3C CCH3CH3CH2C CCH3

9、CH2=CH-C CH甲基乙烯不對(duì)稱二甲基乙烯對(duì)稱甲基乙基乙烯二甲基乙炔甲基乙基乙炔乙烯基乙炔(乙乙) 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法烯烴和炔烴與烷烴的系統(tǒng)命名規(guī)則類似。要選擇含有C=C或CC的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈；編號(hào)從最距離雙鍵或三鍵最近的一端開始，并用阿位伯?dāng)?shù)字表示雙鍵的位置。例：2-甲基-1-丁烯2-甲基-2-丁烯3-甲基-1-丁炔2-甲基丁烯3-甲基丁炔CH3CH2C=CH2CH3CH3C=CHCH3CH3CH3CHC CHCH3CH3CH2CH2CH=CH2CH3CH2C CCH31-戊烯2-戊炔分子中同時(shí)含有雙鍵和參鍵時(shí)，先叫烯后叫炔，編號(hào)要使雙鍵和參鍵的位次和最小。CH C-CH=C-CH=C

10、H2CH2CH31234563-乙基-1,3-己二烯-5-炔3-戊烯-1-炔CH C-CH=CHCH31 2 3 4 5若雙鍵、三鍵處于相同的位次供選擇時(shí)，優(yōu)先給雙鍵以最低編號(hào)。HCCCH=CH2CH3CCCHCH2CH=CHCH3CH=CH25-乙烯基-2-辛烯-6-炔1-丁烯-3-炔123412345678(3) 烯烴的順?lè)串悩?gòu)體的命名烯烴的順?lè)串悩?gòu)體的命名(甲甲) 順?lè)疵樂(lè)疵▋蓚€(gè)雙鍵碳上相同的原子或原子團(tuán)在雙鍵的同兩個(gè)雙鍵碳上相同的原子或原子團(tuán)在雙鍵的同一側(cè)者，稱為順式，反之稱為反式。例：一側(cè)者，稱為順式，反之稱為反式。例：C=CHCH3H3CHCH3C=CH3CHH順- 2-

11、丁 烯I反- 2-丁 烯I Im.p -105 C。m.p -132 C。：( )( )2-丁烯:順式，兩個(gè)甲基位于雙鍵的同側(cè)； 反式，兩個(gè)甲基位于雙鍵的異側(cè)。(乙乙) Z,E-命名法命名法問(wèn)題： C=CH3CBrClHC=CH3CHClBrCH3C=CH3CHHC=CHCH3H3CH順-2-丁烯反-2-丁烯？ 對(duì)后兩個(gè)的化合物進(jìn)行命名，必須了解次序規(guī)則。官能團(tuán)大小次序規(guī)則：官能團(tuán)大小次序規(guī)則： 把雙鍵碳上的取代基按原子序數(shù)排列，同位素：DH， 大的基團(tuán)在同側(cè)者為Z，大基團(tuán)不在同側(cè)者為E。 ZZuasmmen，共同； E Entgengen,相反。 C=CH3CHClBr大小小大C=CH3CB

12、rClH大小小大E-1-氯2-溴丙烯Z-1-氯2-溴丙烯連接在雙鍵碳上都是碳原子時(shí)，沿碳鏈向外延伸。 假如有下列基團(tuán)與雙鍵碳相連： (CH3)3C- (CH3)2CH- CH3CH2- CH3- C(C,C,C) C(C,C,H) C(C,H,H) C(H,H,H) 最大 次大 次小 最小當(dāng)取代基不飽和時(shí),把雙鍵碳或參鍵碳看成以單鍵和多個(gè)原子相連。 -CC-H(C)(C)(C) (C)可看作-CCHHH-CC-H(C)(C)-CH=CH2可看作 -CCH -CH=CH2 根據(jù)以上規(guī)則，常見(jiàn)基團(tuán)優(yōu)先次序如下所示：I Br Cl SO3H F OCOR OR CH3CH2CH3CH(CH3)2CH

13、2CH2CH3C=C(H,H,C)CC(C,C,H)(H,H,H)CC(C,H,H)C=CCH3CH2CH2CH3CH2CH=CH2CCH(H,H,C)C,(H,H,C)C(H,H,H)C,(H,H,C)CC(C,C,C)C(C,C,H)Z-3-甲基- 4 -異 丙 基- 3 - 庚烯Z- Z,E-命名法不能同順?lè)疵ɑ煜?。注意：注意：舉例：舉例：HClClBrC=C順-1,2-二氯-1-溴乙烯E-1,2-二氯-1-溴乙烯(四四) 烯烴的物理性質(zhì)烯烴的物理性質(zhì)1物態(tài)：C4以下的烯、炔是氣體，C5-C18為液體，C19以上是固體。2沸點(diǎn)：末端烯烴的沸點(diǎn)同碳數(shù)烷烴； 相對(duì)分子質(zhì)量，烯烴和炔烴的沸點(diǎn)； 碳數(shù)相同時(shí)，正構(gòu)烯、炔的沸點(diǎn)異構(gòu)烯、炔； 碳架相同時(shí)，末端烯、炔的沸點(diǎn)內(nèi)烯、炔(不飽和鍵位于碳鏈的中間)； 雙鍵位置相同時(shí)，順式烯烴的沸點(diǎn)反式烯烴；3. 熔