有機(jī)化學(xué)第三章烯烴和二烯烴

【復(fù)習(xí)舊課】【導(dǎo)入新課】

1.烷烴結(jié)構(gòu)的特點2.烷烴熔、沸點的規(guī)律3.烷烴的化學(xué)反響及用途

通過對烷烴結(jié)構(gòu)的討論，我們了解到烷烴的分子中都是單鍵，因此屬于飽和脂肪烴。如果分子中含有雙鍵，就屬于不飽和脂肪烴。不飽和脂肪烴包括烯烴、二烯烴和炔烴。從本章開始我們將學(xué)習(xí)烯烴和二烯烴。有機(jī)化學(xué)第三章烯烴和二烯烴于海俠制作有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)第三章烯烴和二烯烴下一頁本章要點與學(xué)習(xí)要求:【要點】

【學(xué)習(xí)要求】

1.烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名2.烯烴的性質(zhì)3.共軛二烯烴的特殊性質(zhì)學(xué)習(xí)本章內(nèi)容，應(yīng)該在了解烯烴結(jié)構(gòu)和π鍵特點的根底上做到：1.熟悉烯烴的分類和異構(gòu)現(xiàn)象，掌握其命名法；2.了解烯烴的物理性質(zhì)及其變化規(guī)律；3.了解烯烴和重要二烯烴的化學(xué)反響類型，掌握這些化學(xué)反響在生產(chǎn)實際中的應(yīng)用；4.掌握烯烴的鑒別方法。有機(jī)化學(xué)第三章烯烴和二烯烴下一頁第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名烯烴：含有碳碳雙鍵〔〕、開鏈的不飽和烴。官能團(tuán)：通式：CnH2n〔n≧2〕第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名下一頁第三章烯烴和二烯烴一、烯烴的結(jié)構(gòu)(以乙烯為例)1．分子式：C2H

4雙鍵的組成：σ鍵、π鍵2．結(jié)構(gòu)C：SP2雜化，平面型，鍵角120°乙烯分子中的σ鍵和π鍵下一頁3.π鍵的特點：重疊方式：肩并肩重疊程度：小鍵能：小，容易斷裂電子云形狀：上、下兩塊旋轉(zhuǎn)性：無第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴下一頁二、烯烴的同分異構(gòu)1．構(gòu)造異構(gòu)

第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴烯烴構(gòu)造異構(gòu)體的推導(dǎo)方法：首先寫出碳鏈異構(gòu)〔按烷烴碳鏈異構(gòu)的推導(dǎo)方式進(jìn)行〕再在碳鏈中可能的位置上依次移動雙鍵的位置碳鏈異構(gòu)〔同烷烴〕位置異構(gòu)〔雙鍵的位置不同〕下一頁例如

戊烯的構(gòu)造異構(gòu)體：第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴H2CCHH2CH2CCH3H3CCHCHH2CCH3H2CCHHCCH3CH3H3CCHCCH3CH3H2CH2C3CCHCH3下一頁2．順反異構(gòu)由于原子或基團(tuán)在空間的排列方式不同所引起的異構(gòu)現(xiàn)象叫做順反異構(gòu)。

第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴順式反式這兩種異構(gòu)體叫做順反異構(gòu)體。例如:【產(chǎn)生原因】雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)【產(chǎn)生條件】兩個雙鍵碳原子上都連有不同的原子或基團(tuán)下一頁第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴乙烯基丙烯基三、烯烴的命名1．烯基:

烯烴分子中去掉一個氫原子后剩下的基團(tuán)例如:CH2CHCH3CHCHCH2CHCH2CH3CCH2︳烯丙基異丙烯基下一頁2．構(gòu)造異構(gòu)體的命名第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴選主鏈：含雙鍵、最長、取代基最多編號：靠近雙鍵一端寫名稱：基位-基數(shù)-基名-雙鍵位-母體名〔某烯〕例如:4-甲基-3-乙基-2-戊烯

下一頁

第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴【注意】＞C10的烯烴命名時，在“烯〞字前加“碳〞字。3-十三碳烯例如:

CH3CH2CH=CH(CH2)8CH3下一頁第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴3．順反異構(gòu)體的命名〔1〕順反命名法：“順〞或“反〞+系統(tǒng)名稱【原那么】相同基團(tuán)在雙鍵同側(cè)——順式相同基團(tuán)在雙鍵異側(cè)——反式【例如】順-2-丁烯反-2-丁烯【要求】兩個雙鍵C上有相同基團(tuán)下一頁【次序規(guī)那么】①Br＞Cl＞S＞P＞O＞N＞C＞H②〔CH3〕3C-＞〔CH3〕2CH-＞CH3CH2-＞CH3-【原那么】兩個次序高的基團(tuán)在雙鍵同側(cè)——Z式兩個次序高的基團(tuán)在雙鍵異側(cè)——E式第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴〔2〕Z、E命名法：“Z〞或“E〞+系統(tǒng)名稱下一頁例如:第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴〔Z〕-3-乙基-2-己烯〔E〕-3-乙基-2-己烯下一頁【練習(xí)】1.用系統(tǒng)命名法給以下烯烴命名〔1〕〔2〕第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴H3CCCH3CHCH3H3CCCH3CH3CHCH2下一頁【練習(xí)】1.用系統(tǒng)命名法給以下烯烴命名〔4〕〔3〕第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴H2CHCH2CH3CH3CCCH3下一頁【練習(xí)】2.用順反或Z/E命名法給以下烯烴命名〔1〕〔2〕第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴下一頁【練習(xí)】2.用順反或Z/E命名法給以下烯烴命名〔3〕〔4〕第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴下一頁

【本課小結(jié)】1.烯烴的結(jié)構(gòu)乙烯的結(jié)構(gòu)：平面型分子，鍵角120°雙鍵的組成：一個σ鍵和一個π鍵C原子雜化方式：SP2雜化2.烯烴的同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)順反異構(gòu)產(chǎn)生原因產(chǎn)生條件第一節(jié)烯烴的結(jié)構(gòu)、異構(gòu)和命名第三章烯烴和二烯烴3.烯烴的命名系統(tǒng)命名法順反命名法Z、E命名法【作業(yè)】

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1.烯烴雙鍵的組成2.π鍵的特點

通過對烯烴結(jié)構(gòu)的討論，我們了解到烯烴分子中存在著特殊的π鍵，這就決定了烯烴具有不同于烷烴的特殊的性質(zhì)。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)烯烴的性質(zhì)。下一頁第三章烯烴和二烯烴有機(jī)化學(xué)第三章烯烴和二烯烴下一頁第二節(jié)烯

烴

的

性

質(zhì)一、烯烴的物理性質(zhì)1.物態(tài)C2～C4的烯烴為氣體C5～C18的烯烴為液體C19以上的烯烴為固體常溫下：2.沸點隨分子中碳原子數(shù)目↑而↑

順反異構(gòu)體沸點:

順式略高于反式原因:順式異構(gòu)體分子的極性較大些，分子間作用力較強(qiáng)些下一頁順反異構(gòu)體熔點:反式高于順式原因:反式異構(gòu)體的對稱性較大，在晶格中的排列較為緊密第二節(jié)烯烴的性質(zhì)第三章烯烴和二烯烴一、烯烴的物理性質(zhì)3.熔點隨分子中碳原子數(shù)目↑而↑4.溶解性難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑5.相對密度相對密度都小于1，比水輕6.顏色、氣味純的烯烴都是無色的乙烯略帶甜味，液態(tài)烯烴具有汽油的氣味下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)二、烯烴的化學(xué)性質(zhì)第三章烯烴和二烯烴C=C雙鍵是烯烴的官能團(tuán)與官能團(tuán)直接相連的碳原子叫做α-碳原子α-碳原子上的氫原子叫做α-氫原子烯烴的化學(xué)反響主要發(fā)生在官能團(tuán)C=C雙鍵以及受C=C雙鍵影響較大的α-C-H鍵上。例如：↙α-碳原子

←α-氫原子

↑官能團(tuán)

下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)烯烴與某些試劑作用時，雙鍵中的π鍵斷裂，試劑的兩個原子或基團(tuán)分別加到兩個不飽和碳原子上，生成飽和化合物的反響叫做加成反響。第三章烯烴和二烯烴1.加成反響二、烯烴的化學(xué)性質(zhì)

烯烴試劑

加成產(chǎn)物下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)烯烴加氫放出的熱量叫做氫化熱

↙鉑、鈀或鎳用途：①定量分析

②除去烷烴中混有的少量烯烴第三章烯烴和二烯烴〔1〕催化加氫1.加成反響下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)〔2〕加鹵素

1,2-二氯乙烷第三章烯烴和二烯烴1.加成反響FeCl340℃，溶劑CH2ClCH2CH2CH2+ClClCl下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)紅棕色1，2-二溴乙烷〔無色〕第三章烯烴和二烯烴四氯化碳溶液CH2Br+CH2BrBrBrCH2CH2〔2〕加鹵素【應(yīng)用】①反響過程中溴水褪色,可用于鑒別烯烴②1，2-二溴乙烷為無色透明、具有特殊香味的不燃性液體，是重要的化工原料和溶劑，也用作林木的殺蟲劑以及谷類和水果的蒸熏劑。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)氯乙烷

第三章烯烴和二烯烴〔3〕加鹵化氫1.加成反響當(dāng)兩個雙鍵碳原子上所連接的原子或基團(tuán)不完全相同時，這種烯烴叫做不對稱烯烴。不對稱烯烴與鹵化氫加成時，可得到兩種不同結(jié)構(gòu)的產(chǎn)物。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)1-氯丙烷

例如：2-氯丙烷第三章烯烴和二烯烴【馬氏規(guī)那么】不對稱烯烴與鹵化氫等不對稱試劑加成時，試劑中帶正電的局部加到含氫較多的雙鍵碳原子上，帶負(fù)電的基團(tuán)加到含氫較少的雙鍵碳原子上。這個規(guī)律被稱做馬氏規(guī)那么。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)過氧化物【注意】當(dāng)有過氧化物存在時，不對稱烯烴與溴化氫的加成是違反馬氏規(guī)那么的。1-溴壬烷

1-壬烯第三章烯烴和二烯烴例如：不對稱烯烴與溴化氫加成的反馬氏規(guī)那么現(xiàn)象可用于由α-烯烴制取1-溴代烷烴。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)硫酸氫乙酯不對稱烯烴與硫酸的加成反響，符合馬氏規(guī)那么:第三章烯烴和二烯烴〔4〕加硫酸〔先生成硫酸氫酯，水解后生成醇〕【用途】①制備低級醇〔間接水合法制醇〕②除去烷烴中的少量烯烴1.加成反響下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)己烷1-己烯①加冷的濃硫酸②別離油層〔上層〕硫酸層〔下層〕己烷硫酸氫己酯第三章烯烴和二烯烴己烷中含有少量1-己烯，試用化學(xué)方法將其別離除去?！揪毩?xí)】下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)

乙醇300℃，7MPa磷酸硅藻土不對稱烯烴與水的加成反響符合馬氏規(guī)那么

異丙醇250℃，4MPa磷酸硅藻土第三章烯烴和二烯烴〔5〕加水1.加成反響【用途】這是工業(yè)上生產(chǎn)乙醇、異丙醇的重要方法。

下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)氯乙醇

氯乙醇是微黃色液體，有毒。常用作醫(yī)藥和農(nóng)藥〔如驅(qū)蛔靈、普魯卡因及異丙磷等〕的原料，也是一種植物發(fā)芽催速劑。第三章烯烴和二烯烴〔6〕加次鹵酸1.加成反響【應(yīng)用】下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)1.完成以下化學(xué)反響第三章烯烴和二烯烴【練習(xí)】〔1〕〔2〕〔3〕過氧化物+HBrCH3-CH=CH22.實驗室中制取甲烷時，會產(chǎn)生少量烯烴，試設(shè)計一實驗方法將其除去。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)200～300℃，100MPa聚乙烯乙烯第三章烯烴和二烯烴二、烯烴的化學(xué)性質(zhì)2.聚合反響烯烴在引發(fā)劑或催化劑作用下，斷裂π鍵，以頭尾相連的形式自相加成，生成相對分子質(zhì)量較大的化合物的反響叫做聚合反響。例如：少量過氧化物下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)【聚合物】聚合后得到的相對分子質(zhì)量較大的化合物，例如聚乙烯?！緫?yīng)用】聚乙烯常溫為乳白色半透明物質(zhì)，熔化后是無色透明液體。化學(xué)性能穩(wěn)定。耐酸、堿及無機(jī)鹽類的腐蝕，常用作化工生產(chǎn)中的防腐材料；抗水性較強(qiáng)，水蒸氣透過率很低，是良好的防潮材料；電絕緣性能較好，可用于制電線、電纜及電工部件的絕緣材料；透光性好，可制成農(nóng)用薄膜；無毒、易加工成形，可制做食品、藥品的容器及各類工業(yè)或生活用具。第三章烯烴和二烯烴【單體】能發(fā)生聚合反響的相對分子質(zhì)量較小的化合物，例如乙烯；下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)緩和氧化：稀、冷高錳酸鉀中性或堿性溶液第三章烯烴和二烯烴二、烯烴的化學(xué)性質(zhì)3．氧化反響烯烴的C=C雙鍵非?；顫?，容易發(fā)生氧化反響。當(dāng)氧化劑和氧化條件不同時，產(chǎn)物也不相同?！?〕被高錳酸鉀氧化【用途】鑒別烯烴下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)第三章烯烴和二烯烴強(qiáng)烈氧化：高錳酸鉀的酸性〔或熱〕溶液〔1〕被高錳酸鉀氧化不同構(gòu)造的烯烴，發(fā)生強(qiáng)烈氧化時，產(chǎn)物也不相同:因此可根據(jù)氧化產(chǎn)物推測原烯烴的結(jié)構(gòu)。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)【例題】第三章烯烴和二烯烴【推斷思路】烯烴的氧化產(chǎn)物是烯烴斷裂C=C雙鍵之后形成的。產(chǎn)物中連接氧原子的碳原子就是原烯烴中的雙鍵碳原子。試推測該烯烴的構(gòu)造式。某烯烴乙酸丙酮下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)第三章烯烴和二烯烴2-甲基-2-丁烯將這兩局部連接起來，即為原烯烴的構(gòu)造式。所以該烯烴應(yīng)具有以下構(gòu)造：生成，說明原烯烴中含有構(gòu)造；由上例中可知，生成，說明原烯烴中具有構(gòu)造；下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)采用不同催化劑，烯烴可被空氣氧化成不同產(chǎn)物。200～300℃環(huán)氧乙烷100～125℃乙醛第三章烯烴和二烯烴〔2〕催化氧化例如：3．氧化反響乙烯催化氧化是工業(yè)上制取環(huán)氧乙烷和乙醛的主要方法。環(huán)氧乙烷和乙醛都是十分重要的化工產(chǎn)品。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)3-氯丙烯〔主產(chǎn)物〕加成1，2-二氯丙烷〔主產(chǎn)物〕500℃取代＜300℃第三章烯烴和二烯烴二、烯烴的化學(xué)性質(zhì)4．α-氫原子的反響由于受C=C雙鍵的影響，烯烴分子中的α-氫原子比較活潑，容易發(fā)生取代反響和氧化反響?！?〕取代反響下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)300～400℃Cu2O丙烯醛鉬酸鉍丙烯酸300～400℃第三章烯烴和二烯烴〔2〕氧化反響4．α-氫原子的反響【丙烯醛】無色、具有特殊辛辣味的揮發(fā)性液體，是劇毒的化學(xué)品,也是強(qiáng)烈的催淚劑。主要用作制取家禽飼料蛋氨酸?！颈┧帷繜o色、具有強(qiáng)烈刺激性氣味的液體，有腐蝕性，與皮膚接觸，會造成灼傷，其蒸氣對呼吸器官有害。主要用于生產(chǎn)合成樹脂、合成纖維、合成橡膠及涂料等。下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)第三章烯烴和二烯烴1.從石油裂解氣和煉廠氣中別離(工業(yè)上)【從石油裂解氣中別離】將石油餾分或濕天然氣與水蒸汽混合后，經(jīng)高溫裂解，大規(guī)模生產(chǎn)乙烯和丙烯。2.由醇脫水制取(實驗室中制取少量烯烴)【從煉廠氣中別離】通過分餾等方法進(jìn)行別離和提純煉廠氣(含有乙烯、丙烯和丁烯等低級烯烴)，這是低級烯烴一個重要的工業(yè)來源。催化劑三、烯烴的來源與制法下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)聚合→高分子化合物高錳酸鉀弱氧化→二元醇〔鑒別〕高錳酸鉀強(qiáng)氧化→二氧化碳、酮、羧酸〔推測結(jié)構(gòu)〕催化氧化→環(huán)氧物、醛α-氫原子取代→α-鹵代烯烴α-氫原子氧化→烯醛、烯酸其它反響第三章烯烴和二烯烴【本課小結(jié)】【作業(yè)】

烯烴的加成反響催化加氫→烷烴加鹵素→鹵代烴加鹵化氫→鹵代烴加硫酸→硫酸氫酯→醇加水→醇加次鹵酸→鹵代醇同

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歡送學(xué)習(xí)?有機(jī)化學(xué)?課程下一頁第二節(jié)烯烴的性質(zhì)第三章烯烴和二烯烴【復(fù)習(xí)舊課】思考后答復(fù)以下問題:〔1〕異丁烯強(qiáng)烈氧化氫生成什么產(chǎn)物？〔2〕丙烯聚合后的產(chǎn)物名稱是什么?【導(dǎo)入新課】

通過前面的學(xué)習(xí)，我們知道了分子中含有一個C=C雙鍵的化合物叫烯烴，那么分子中含有兩個C=C雙鍵的化合物就叫做二烯烴。本節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)二烯烴。下一頁第三章烯烴和二烯烴有機(jī)化學(xué)第三節(jié)二烯烴二烯烴：含有兩個碳碳雙鍵、開鏈的不飽和烴。官能團(tuán)：通式：CnH2n-2〔n≧3〕下一頁第三節(jié)二烯烴第三章烯烴和二烯烴

一、二烯烴的分類和命名1.二烯烴的分類(兩個雙鍵連在同一個碳原子上)例如：〔1〕累積二烯烴〔2〕共軛二烯烴(兩個雙鍵被一個單鍵隔開)例如：例如：〔3〕隔離二烯烴(兩個雙鍵被兩個或多個單鍵隔開)第三章烯烴和二烯烴下一頁第三節(jié)二烯烴一、二烯烴的分類和命名2．二烯烴的命名〔1〕選主鏈含有兩個雙鍵的最長碳鏈〔2〕編號靠近雙鍵一端〔3〕寫名稱按照取代基位次、相同基數(shù)目、取代基名稱、兩個雙鍵的位次、母體名稱〔某二烯〕的順序?qū)懗龆N的全稱。第三章烯烴和二烯烴下一頁第三節(jié)二烯烴例如：

1，3-丁二烯2-甲基-1，3-丁二烯〔異戊二烯〕2-乙基-1,4-戊二烯4-甲基-1,3-戊二烯

CH2CHCH2CCH2CH2CH3CH2CHCHCCH3CH3下一頁第三節(jié)二烯烴第三章烯烴和二烯烴在1，3-丁二烯分子中，四個碳原子和六個氫原子都在同一個平面上。四個碳原子之間在形成三個C—Cσ鍵的同時，還形成了一個包括四個碳原子在內(nèi)的大π鍵，這個大π鍵是一個整體，叫做共軛π鍵。

二、共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)和共軛效應(yīng)共軛二烯烴由于結(jié)構(gòu)比較特殊，具有不同于其他二烯烴的特殊性質(zhì)。最簡單的共軛二烯烴是1,3-丁二烯，我們就以1,3-丁二烯為例來討論共軛二烯烴的結(jié)構(gòu)。1．1,3-丁二烯的結(jié)構(gòu)下一頁第三節(jié)二烯烴第三章烯烴和二烯烴1,3-丁二烯分子中的共軛π鍵2.共軛體系與共軛效應(yīng)具有共軛π鍵的體系叫做共軛體系。由π鍵和π鍵形成的共軛體系又叫做π-π共軛體系。在共軛體系中，形成共軛鍵的所有原子是一個整體，它們之間的相互影響稱為共軛效應(yīng)。下一頁第三節(jié)二烯烴第三章烯烴和二烯烴【共軛效應(yīng)的特點】〔1〕鍵長趨于平均化〔2〕極性交替現(xiàn)象沿共軛鏈傳遞共軛體系的C=C雙鍵和C-C單鍵的鍵長趨于平均化。例如：1,3-丁二烯分子受到試劑進(jìn)攻時，發(fā)生極化：δ+δ－δ＋δ－由于分子中的極性交替現(xiàn)象，使共軛二烯烴的加成反響既可發(fā)生在C1-C2〔或C3-C4〕上，也可發(fā)生在C1和C4上?！?〕體系能量低，性質(zhì)比較穩(wěn)定下一頁第三節(jié)二烯烴第三章烯烴和二烯烴三、共軛二烯烴的性質(zhì)1．1,2-加成和1,4-加成1,2-加成1,4-加成1,4-二溴-2-丁烯3,4-二溴-1-丁烯43