大学有机化学-烯烃和炔烃
烯烃和炔烃
第五节 烯烃和炔烃的结构
一、烯烃的结构——sp2杂化
键: 284 kJ/mol
分子轨道理论
二、炔烃的结构——sp杂化
120pm
H—C≡C—H
乙烷、乙烯和乙炔分子中的键长、键角
名称
第一节 烯烃和炔烃的分类和命名
一、烯烃的分类和命名
单烯烃
➢双键的数目
二烯烃
多烯烃
链烯烃
➢分子骨架
环烯烃
端烯烃 内烯烃
（一）单烯烃的命名 烯烃分子中去掉一个氢原后剩下的一价基团叫做烯基。
乙烯基
ethenyl or vinyl
1-丙烯基
1-propenyl
2-丙烯基 或烯丙基
allyl
异丙烯基
isopropenyl
（二）醇脱水 醇在催化剂存在下加热，分子内失去一分子的水形成烯烃。
（三）邻二卤代烷脱卤素 邻二卤代烷在金属锌或镁作用下，同时脱去两个卤原子生成烯烃。
（四）卤代烷脱卤化氢 卤代烃在碱性试剂作用下失去一分子HX，生成烯烃。
二、炔烃的制备
乙炔是工业上最重要的炔烃，自然界中没有乙炔存在，通常用电石水 解法制备，近年来用轻油和重油在适当的条件下裂解得到乙炔和乙烯。
二、炔烃的分类和命名
➢三键的数目
单炔烃
多炔烃
炔烃的命名原则与烯烃类似，只需将“烯”字改为“炔”。炔
烃的英文名称是将烷烃后缀“ane”改为“yne”，例如：
三、烯炔的命名
分子中同时含有双键和三键的化合物，称为烯炔，英文名称词尾 用“-en-yne”表示。命名时，选择最长的连续碳链作为主链。
若双键和三键都在主链上，编号时要从靠近不饱和键的一端开始， 书写时先烯后炔。若两个不饱和键的编号相同，则应使双键具有最小 位次。例如：
有机化学--第三章 不饱和烃：烯烃和炔烃
碳碳双键不能绕键轴自由旋转。因此，当两个双键碳 原子各连有两个不同的原子或基团时，可能产生两种不同 的空间排列方式。
一些烯烃的物理性质
构型：(I)和(Ⅱ)的分子式相同，构造亦相同，但分子中的原子在空间 排列不同。分子中原子在空间的排列形式称为构型。 构型异构体：(I)和(Ⅱ)是由于构型不同而产生的异构体，称为构型异 构体(configurational isomers)。构型异构体具有不同的物理性质。
3.1.1 碳原子轨道的sp2杂化
H
H
CC
H
Hale Waihona Puke H1/3s +2/3p
3.1.2 碳碳双键的组成
在乙烯中，成键的两碳原子各以一个sp2杂化轨道彼 此交盖形成一个C—C σ键，并各以两个sp2杂化轨道分 别与两个氢原子的1s轨道形成两个C—H σ键，这样形成 的五个σ键其对称轴都在同一平面内。
由于每个碳原子上余下的p轨道的对称轴垂直于同一 平面，且彼此平行，这样两个p轨道就从侧面相互平行交 盖成键，组成新的轨道，称为π轨道。处于π轨道的电子称 为π电子，这样构成的共价键称为π键。
含一个碳碳三键者称为炔烃(alkynes)，通式为CnH2n-2， 碳碳三键(一C≡C一)是炔烃的官能团。分子中既含有碳碳 双键，又含有碳碳三键者称为烯炔。
3.1 烯烃和炔烃的结构
碳碳双键是由两对共用电子构成，通常用两条短线表 示：C＝C。碳碳三键由三对共用电子构成，通常用三条 短线表示：C≡C。但实验事实表明，它们都不是由两个 或三个σ键加合而成：
与烷基相似，一个不饱和烃从形式上去掉两个氢原 子也构成亚基。最常见的不饱和亚基有—CH＝CH—， 称为1，2-亚乙烯基。
有机化学基础知识点整理烯烃聚合和炔烃聚合反应
有机化学基础知识点整理烯烃聚合和炔烃聚合反应有机化学基础知识点整理：烯烃聚合和炔烃聚合反应在有机化学领域中，聚合反应是一类重要的化学反应。
聚合反应是指通过共轭烯烃或炔烃的化学反应，使得分子间的多个单体（单元）结合形成高聚物（聚合物）。
烯烃聚合和炔烃聚合是两种常见的聚合反应类型。
本文将对这两种聚合反应进行细致的整理和介绍。
一、烯烃聚合反应烯烃聚合反应是指将共轭烯烃单体通过反应聚合形成高聚物的过程。
烯烃是一类具有双键的碳氢化合物，其双键上的π电子能轻易地与其他单体反应，形成新的共轭体系。
烯烃聚合反应可分为两类：加聚和环聚。
1. 加聚反应加聚是指多个烯烃单体中的双键相互加成形成碳碳单键，从而使得分子量增加，形成高分子。
加聚反应一般需要催化剂的参与，促进反应的进行。
常见的催化剂有Ziegler-Natta催化剂和茂金属催化剂等。
例如，乙烯（CH2=CH2）的加聚反应可以得到聚乙烯（[-CH2-CH2-]n）。
这是一种常见的聚合反应，聚乙烯被广泛应用于塑料制品的生产中。
2. 环聚反应环聚是指烯烃分子中的双键内部相互加成，形成环状的共轭体系。
环聚反应一般需要高温和高压下进行。
环聚反应的产物是环状聚合物，具有特殊的性质和应用。
例如，环己烯（C6H10）的环聚反应可以得到聚环己烯（[-C6H8-]n）。
聚环己烯具有柔韧性和高剪切强度，广泛用于橡胶制品的生产。
二、炔烃聚合反应炔烃聚合反应是指将炔烃单体通过反应聚合形成高聚物的过程。
炔烃是一类具有三键的碳氢化合物，其三键上的π电子能与其他单体反应，形成新的共轭体系。
炔烃聚合反应也可分为加聚和环聚两类。
1. 加聚反应加聚是指多个炔烃单体中的三键相互加成形成碳碳单键，从而使得分子量增加，形成高分子。
炔烃加聚反应一般需要催化剂的参与，以促进反应的进行。
例如，乙炔（C2H2）的加聚反应可以得到聚乙炔（[-C2H2-]n）。
聚乙炔是一种黑色金属光泽的固体，具有导电性和高机械强度，被广泛应用于导电材料和纤维材料的制备。
烯烃和炔烃的命名和反应特点
烯烃和炔烃的命名和反应特点烯烃和炔烃是有机化合物的两个重要类别，它们具有不同的分子结构和反应特点。
在本文中，我们将讨论烯烃和炔烃的命名规则，并探讨它们的一些常见反应特点。
一、烯烃的命名和反应特点烯烃是由含有一个或多个碳碳双键的碳氢化合物。
根据双键的数量，烯烃可以分为单烯、二烯和多烯。
在命名烯烃时，我们需要考虑碳链的长度以及双键的位置和数目。
对于单烯来说，我们首先需要确定主链的长度，然后给出主链上双键所在的位置。
在给出双键位置的时候，我们使用数字来表示，将双键所在的碳原子数目写在主链名称前面，并用破折号将其与主链名称分开。
例如，1-丁烯表示主链长度为四个碳原子，第一个碳原子上含有一个双键。
对于二烯来说，我们需要确定两个双键所在的碳原子的位置，并用数字分别表示。
例如，2,4-戊二烯表示主链长度为五个碳原子，第二和第四个碳原子上含有双键。
多烯则需要对每个双键给出它们所在的碳原子的位置。
例如，1,4,7-庚三烯表示主链长度为八个碳原子，第一个、第四和第七个碳原子上含有双键。
烯烃具有较强的化学活性，常见的反应包括加成、氧化和聚合等。
其中，加成反应是最为重要的一类反应。
在加成反应中，烯烃可以与其他化合物发生反应，双键上的π电子可以与亲电试剂或自由基试剂发生作用。
例如，1-丁烯与溴水反应后生成1,2-二溴丁烷。
二、炔烃的命名和反应特点炔烃是由含有一个或多个碳碳三键的碳氢化合物。
根据三键的数量，炔烃可以分为单炔、二炔和多炔。
与烯烃类似，在命名炔烃时，我们需要考虑碳链的长度以及三键的位置和数目。
对于单炔来说，我们首先需要确定主链的长度，然后给出主链上三键所在的位置。
在给出三键位置时，我们使用数字来表示，将三键所在的碳原子数目写在主链名称前面，并用破折号将其与主链名称分开。
例如，1-丙炔表示主链长度为三个碳原子，第一个碳原子上含有一个三键。
对于二炔和多炔来说，我们需要对每个三键给出它们所在的碳原子的位置。
例如，1,4-戊二炔表示主链长度为五个碳原子，第一个和第四个碳原子上含有三键。
烯烃与炔烃的合成与性质
烯烃与炔烃的合成与性质烯烃与炔烃是有机化学中常见的两类碳氢化合物，它们在化学反应中具有独特的合成途径和性质表现。
本文将对烯烃与炔烃的合成方法和性质进行探讨。
一、烯烃的合成与性质烯烃是指分子中两个相邻的碳原子之间存在双键的碳氢化合物。
烯烃的合成方法多种多样，包括烯烃的脱氢反应、卤代烷基化合物消去反应以及烯烃的重排等。
以下将分别介绍这些方法：1.1 烯烃的脱氢反应烯烃的脱氢反应是通过在适当的条件下去除烃分子中的氢原子而合成烯烃。
一种常见的脱氢反应是烷烃的脱氢反应，它可以通过加热烷烃和催化剂的作用而将烷烃转化为相应的烯烃。
例如，丙烷经过脱氢反应可合成丙烯：CH3-CH2-CH3 → CH2=CH-CH31.2 烯烃的卤代烷基化合物消去反应烯烃的卤代烷基化合物消去反应是通过用碱金属或溴在碱中的作用而合成烯烃。
这种反应是通过将卤代烷基化合物中的卤素原子取代为碱金属或溴离子，从而消去卤素原子，并使烷基团脱离分子结构，生成烯烃。
例如，溴乙烷可以通过和氢氧化钠反应生成乙烯：CH3-CH2-Br + NaOH → CH2=CH2 + NaBr + H2O1.3 烯烃的重排反应烯烃的重排反应是由于分子内部原子的重新排列而形成烯烃的化学反应。
这种重排反应常常能够产生简单烯烃和稳定的烯烃之间的异构体。
例如，对丁烯进行重排反应可以得到丙烯和正丁烯的异构体。
烯烃的性质也是有机化学研究中的重要方面。
烯烃具有以下几个重要的性质：2.1 烯烃的化学反应性烯烃的化学反应性主要表现在其双键上，双键可以进行加成反应、氧化反应、还原反应和聚合反应等。
在加成反应中，烯烃的双键会与其他化合物中的亲电性物质发生反应，形成加成产物。
氧化反应中，烯烃的双键可以与氧气或其他氧化剂发生反应，形成氧化产物。
还原反应中，烯烃的双键可以与还原剂发生反应，将双键还原为单键。
聚合反应中，烯烃的双键可以通过开环反应与其他烯烃或烯烃类化合物反应，形成高分子化合物。
有机化学3--- 烯烃和炔烃
3.4 烯烃和炔烃的化学性质
◇ 反应机理和烯烃与卤素的加成相似： 第一步：
第二步：
H X 慢 C C H X
C C
H
X
快
C C
H X
不同的是: 第一步进攻的是H+, 且不生成鎓离子； 第二步X- 的进攻也不一定是反式加成。 ◇ 烯、炔与HX等的加成反应以用于工业生产：
CH2 CH2 HCl AlCl3 130~250℃ CH3CH2Cl
C
Br
速度控制步骤
溴鎓离子
C Br
C
Br
快 Br
Br C C
反式加成产物
3.4 烯烃和炔烃的化学性质
◇ 反应经历溴鎓离子、反式加成。
Br
H C CH 3 C CH3 H Br 2 H3 C H C
+ -
Br H CH 3 H Br
-
H 3C C C
H
C Br
CH 3 CH 3 H C Br C
Br
H2
H
H
C2 H4
H
H
CH2=CH2
H-CH2-CH2-H
3.4 烯烃和炔烃的化学性质
R-C C-R' H2 Pd
R C C
R'
H2 Pd
H
H
RCH2CH2R'
常用催化剂：Pt , Pd , Ni，一般难控制在烯烃阶段。 林德拉（Lindlar）催化剂，一种部分毒化的Pd催化剂，能降 低活性，选择性氢化炔键而不影响烯键，且得顺式烯烃。
同碳数烯烃顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理 性质不同。
CH3 C
H
CH3
H C C
H
烯烃与炔烃的知识点总结图
烯烃与炔烃的知识点总结图一、烯烃与炔烃的化学结构1. 烯烃的化学结构烯烃是一类含有双键结构的碳氢化合物，其通式为CnH2n。
其中的双键结构可以是一个或多个，由于双键结构的存在，烯烃具有较高的反应活性。
2. 炔烃的化学结构炔烃是一类含有三键结构的碳氢化合物，其通式为CnH2n-2。
炔烃中的三键结构使得其具有比烯烃更高的反应活性和独特的化学性质。
二、烯烃与炔烃的物理性质1. 烯烃的物理性质烯烃具有较低的沸点和熔点，且大多数烯烃为无色透明的液态化合物，但也存在一部分为气态或固态的烯烃。
由于双键结构的存在，烯烃具有一定的极性，导致其在水中的溶解性较好。
2. 炔烃的物理性质炔烃同样具有较低的沸点和熔点，但由于三键结构的存在，炔烃通常比相应的烯烃具有更高的反应活性和化学稳定性。
炔烃中的三键结构也导致其分子极性较大，因此炔烃在水中的溶解度通常较烯烃低一些。
三、烯烃与炔烃的化学性质1. 烯烃的化学性质烯烃通过双键上的加成反应、环化反应、氧化反应等，可以产生一系列的衍生物。
烯烃中较活泼的烯基碳原子也容易发生亲电性或自由基反应，在各种化合物的合成中具有广泛的应用。
2. 炔烃的化学性质炔烃由于其较高的反应活性，可以很容易地进行加成、氧化、取代、聚合等一系列有机反应，因此在化工生产和有机合成领域得到了广泛的应用。
炔烃分子中的炔基碳原子也常参与电子云密度的调控，从而影响相关的化学反应。
四、烯烃与炔烃的用途1. 烯烃的用途烯烃广泛应用于合成橡胶、合成树脂、合成塑料等领域，也作为有机合成中的重要中间体，在医药、农药、染料等行业得到了广泛应用。
2. 炔烃的用途炔烃广泛应用于乙炔气焰的制取、合成材料的生产、有机合成反应的催化剂等方面，在化工工业和有机化学领域发挥了重要的作用。
通过以上对烯烃与炔烃的知识点进行总结，我们可以得出如下几点结论：1. 烯烃与炔烃是重要的有机化合物，它们都具有较高的反应活性和广泛的应用前景。
2. 烯烃通过双键结构的存在，具有较好的极性和反应活性，广泛用于橡胶、树脂、塑料等大宗化工产品的生产。
大学有机化学第三章 烯烃和炔烃
CH3 → CH＝CH2 ＋ HX
CH3CH—CH3 X
马代规则是 不对称试剂与双键发生亲电性加成时， 试剂中正电性部分主要加到能形成较稳定正碳离子 的那个双键碳原子上。 ＋ CH3CHCH3 δ+ δ－
CH3—CH＝CH2 ＋ H＋
HX分子中的氢以H+ 质子形式发生反应，因此称为亲电试剂
CH3CH2CH2
CH3
顺反异构命名与Z .E命名规则不相同，不能混为一 谈，两者之间没有固定的关系
例如：
Cl Cl C=C CH3 H (Z)-1 , 2-二氯丙烯 顺-1 , 2-二氯丙烯 H C H ‖ C H H 大 Br
Cl
C=C
CH3
Cl 大
Cl C COOH ‖ C Br Cl
(E)-1 , 2-二氯-1-溴丙烯 顺--1 , 2-二氯-1-溴丙烯 CH3 C H ‖ C H H
次产物
因此 1.1.1-三氟-3-氯丙烷是主要产物
2. 加硫酸
R-CH=CH2 + HOSO2OH H3PO4 300℃ 7Mpa R-CHCH3 H2O RCH-CH3 OSO2OH OH （间接水化法制备醇） CH3CH2OH
CH2=CH2 + H2O
3. 加卤素
CH2 = CH2 + X2
CH2 = CH2 + Br2/CCl4 Br2/H2O CH2—CH2 X X CH2-CH2 Br Br
如遇到含多个双键化合物而主链编号有选择时，则编号应从 顺型双键的一端开始 4 1 如 3 2 CH3 H 6 5 CH2 C=C 7 C=C H H H CH3 顺· 反-2.5-庚二烯
四、物理性质 五. 化学性质
烯烃与炔烃的知识点总结
烯烃与炔烃的知识点总结一、结构1. 烯烃的结构烯烃是一类碳氢化合物，其分子中含有碳-碳双键，通式为CnH2n。
烯烃的分子式可以表示为CnH2n，其中n为分子中碳原子的个数。
烯烃的普遍结构式为RCH=CHR'，其中R和R'分别是烃基。
烯烃分为直链烯烃和支链烯烃两种，其结构式分别为RCH=CHR'和RR'C=CHR'。
直链烯烃和支链烯烃的碳原子排列不同，因而其物理性质和化学性质也有所区别。
2. 炔烃的结构炔烃是一类碳氢化合物，其分子中含有碳-碳三键，通式为CnH2n-2。
炔烃的分子式可以表示为CnH2n-2，其中n为分子中碳原子的个数。
炔烃的分子结构式为RC≡CR'，其中R 和R'分别是烃基。
炔烃分为直链炔烃和支链炔烃两种，其结构式分别为RC≡CR'和RRC≡CR'。
和烯烃一样，直链炔烃和支链炔烃的物理性质和化学性质也有所区别。
二、物理性质1. 烯烃的物理性质烯烃通常是无色、有味或挥发性液体。
烯烃的沸点较烷烃高，密度小于水。
烯烃在一定温度下能燃烧，产生碳 dioxide、水和热。
烯烃对氧化质子有较高的活性，容易与氢气或卤素发生加成反应。
由于其含有双键，烯烃通常会发生立体异构现象。
此外，烯烃还可以与酸、醇、醛或酮等发生加成反应，生成醚、醇、胺等不同的功能团。
2. 炔烃的物理性质炔烃通常是无色、易燃的气体或液体，密度小于水。
炔烃的火焰温度较高，燃烧后会产生大量的光和热。
炔烃容易与氢气和卤素发生加成反应，生成炔烃的立体异构。
由于其含有三键，炔烃在化学反应中具有较高的活性，可以与酸、醇、醛或酮发生加成反应，生成多种功能团。
三、化学性质1. 烯烃的化学性质烯烃是一类具有较高反应活性的有机化合物。
烯烃在加成反应中容易发生立体异构，生成不同的加成产物。
烯烃可以在氧化剂的作用下发生氧化反应，生成醇或醛。
此外，烯烃还可以与卤素发生卤代反应，生成卤代烃。
第2章 烯烃和炔烃
HX + +HX + HX CH CH3 3 CH3
X XX CH CH3 3 CH3
（ⅰ）诱导效应对马氏规则的解释
在多原子分子中，当两个直接相连的原子的电负性不同 时，两原子间的共用电子对偏向于电负性较大的原子，使之带 有部分负电荷（用δ-），另一原子带有部分正电荷（用δ+ ）。 沿着分子链诱导传递，使分子中成键电子云向某一方向偏移， 这种效应称为诱导效应，用符号I表示。 氯丙烷分子中： CH3
（2）亲电加成反应
亲电加成试剂：卤素（Br2, Cl2）、卤化氢、硫酸及水等。
①与卤素加成
CH3
CH=CH2 + Br2
CCl4
CH3 _ CH Br
CH2 Br
——实验室中，常利用这个反应来检验烯烃的存在 卤素的活性顺序：氟>氯>溴>碘
例：乙烯和溴的加成反应 实验事实1：当把干燥的乙烯通入溴的无水四氯化碳溶液中 （置于玻璃容器中）时，不易发生反应，若置于涂有 石蜡的玻璃容器中时，则更难反应。但当加入一点水 时，就容易发生反应，溴水的颜色褪去。 原因：乙烯双键受极性物质的影响，使π电子云发生极化； Br2在接近双键时，在π电子的影响下也发会生极化：
CH3
CH2CH3 C=C H H
顺- 2 -戊烯 (Z)- 2 -戊烯
CH3 CH3 C=C CH2CH3 H
顺-3-甲基-2 -戊烯 (E)-3-甲基-2 -戊烯
三、物理性质
1.在常温常压下，2—4个碳原子的烯烃为气体，5—18个碳 原子的为液体，高级烯烃为固体。 2.熔点、沸点和相对密度都随分子量的增加而升高。
第一步，由于π电子的排斥，使Br—Br键发生极化， 离π键近的溴原子带部分正电荷（Brδ+） ，另一溴原子
有机化学 第三章 烯烃和炔烃
炔烃的加氢：
炔烃的催化加氢反应是逐步实现的。
R C C R' + H2
pd
R H
C C
R' H 2 H pd
RCH2CH2R'
选择适当的催化剂可是产物停留在烯烃阶段： 使用Lindlar催化剂、Pd/C、硼化镍（P-2）催化剂可得顺 式烯烃；在液氨中用Na、Li还原炔烃主要得到反式产物。
RC CR' + H2
H2C 乙烯 HC 乙炔
2013年8月2日7时17分
CH2
H2C
H C 丙烯
CH3
C11H22 十一(碳)烯
CH
HC
C 丙炔
CH3
C15H28 十五(碳)炔
22
2）从靠近重键端开始编号，并以构成重键的 两个碳原子中号数小的一个表示重键的位置， 将重键位号写在母体名称之前：
H2 C
H3C
C H C
H C H2 C
2013年8月2日7时17分
10
碳碳双键(C≡ C)中C的杂化轨道:
C C
C
sp 杂化
杂化 2s2
2013年8月2日7时17分
2p2
sp 杂化
2p
11
C C
2013年8月2日7时17分 12
C2H2（乙炔）分子：
H
2013年8月2日7时17分
C C
H 线型分子
13
2013年8月2日7时17分
Lindlar Cat.
R H
R' C C H
C2H5 C C H H
38
(顺式烯烃); H2
2013年8月2日7时17分
Pd/CaCO3 喹啉
大学有机化学---烯烃讲解
HC C
乙炔基 Ethynyl
CH3 C C
丙炔基 Propynyl
HC C CH2
炔丙基 2-Propynyl
较复杂的炔烃也可将炔基作为取代基来命名。
H2C
CH2 5-乙炔基-1,3,6-庚三烯
CH
5-ethynyl-1,3,6-heptatriene
邓健 制作 张喜轩 审校
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第三章 烯烃和炔烃 第二节 炔 烃(一、炔烃的结构)
一、炔烃的结构——sp杂化(以乙炔为例说明)
z
1s22(sp)12(sp)12py12pz1
轨道杂化后电子排布
z
y x sp杂化
y
2个sp 杂化轨道取直线形
2s
2px
2py
2pz
激发态: 2s1 + 2px1 + 2py1 + 2pz1
分布, 与2个未杂化的 p 轨 道相互垂直。sp 杂化轨道
乙炔及端炔烃与硝酸银或氯化亚铜的氨溶液反应， 可生成白色的炔化银沉淀及红棕色的炔化亚铜沉淀：
HC CH + 2Ag(NH3)2NO3
AgC CAg↓ + 2NH4NO3 + 2NH3
R C CH + A g NO3 NH3 H2O R C
C A g↓ (White )
人民卫生电子音像出版社
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ROOR
CH3(CH2)3C CH + HBr
CH3(CH2)3CH CHBr
HBr, ROOR CH3(CH2)3CH2CHBr2
人民卫生电子音像出版社
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第三章 烯烃和炔烃 第二节 炔 烃(三、炔烃的性质)
知识讲解_烯烃和炔烃_基础
烯烃和炔烃编稿：房鑫 审稿：张灿丽【学习目标】1、能以典型代表物为例，理解烯烃和炔烃的组成、结构和主要化学性质；2、了解乙炔的实验室制法。
【要点梳理】要点一、烯烃的化学性质由于烯烃分子结构与乙烯的分子结构相似，都含有一个碳碳双键，所以烯烃的化学性质与乙烯的化学性质相似。
1．烯烃的氧化反应（1）将烯烃通入酸性高锰酸钾溶液中会使溶液的颜色变浅直至消失。
（2）催化氧化：在催化剂作用下，烯烃可直接被氧气氧化。
如： 2CH 2＝CH 2+O 2∆−−−−→催化剂2CH 3CHO（3）可燃性：烯烃都可燃烧，由于其分子中的含碳量较高，所以在燃烧时火焰明亮，伴有黑烟。
其完全燃烧方程式可用下式表示：C n H 2n +32n O 2−−−→点燃nCO 2+nH 2O 。
2．烯烃的加成反应烯烃可与H 2、X 2、HX 、H 2O 等发生加成反应，如：反应物与烯烃R —CH ＝CH 2反应的方程式溴水，卤素单质（X 2） R —CH ＝CH 2+Br 2—→R —CHBr —CH 2Br （常温下使溴水褪色）氢气（H 2） R —CH ＝CH 2+H 2∆−−−−→催化剂R —CH 2—CH 3水（H 2O ）R —CH ＝CH 2+H —OH −−−−−→催化剂加热,加压R —CH —CH 3或R —CH 2—CH 2OH氯化氢（HCl ）R —CH ＝CH 2+HCl ∆−−−−→催化剂R —CH —CH 3或R —CH 2—CH 2Cl氰化氢（HCN ）R —CH ＝CH 2+HCN ∆−−−−→催化剂R —CH —CH 3或R —CH 2—CH 2CN3．烯烃的加聚反应单烯烃加聚的通式为：要点二、乙炔和炔烃 1．乙炔的物理性质乙炔是一种无色、无味的气体，密度比空气略小，微溶于水，易溶于有机溶剂。
乙炔常因混有杂质而带有特殊难闻的臭味。
【高清课堂：炔烃和气态烃燃烧#化学性质】 2．乙炔的化学性质 （1）乙炔的氧化反应①使酸性高锰酸钾溶液褪色（乙炔被酸性高锰酸钾氧化成二氧化碳气体和水） ②乙炔的可燃性2C 2H 2+5O 2−−−→燃烧4CO 2+2H 2O 要点诠释：①CH 4、C 2H 4、C 2H 2三种气体燃烧时，火焰越来越明亮，但黑烟越来越浓，原因是碳的质量分数越来越大。
有机化学-烯烃和炔烃
CH2CH3
CH3CH=CHC=CHCH3
3-乙基-2,4-已二烯 (3-Ethyl-2,4-hexadiene)
CH2=CH(CH2)8CH=CH(CH2)7CH3 1,11-二十碳烯 (1,11-eicosadiene)
CH2CH3 CH2=CHCH2C=CHCH3
有机化学
Organic Chemistry
（二）烯烃的命名 2. 系统命名法
1
23
(1) 选择含C=C的最长碳链为主链；
CH3-CH=C-CH2CH2CH2CH3
(2) 给C=C最小编号，其次取代基编号依次小；
CH2
(3)取代基的位次、数目、名称及双键的位次 依次写在烯烃名称之前，用半字线“-”连接。
CH2 7CH3-C6 H-CH3
6-甲基-3-丁基-2-庚烯
140℃
H C
C H COOH
C H
O
C O
C O
反-丁烯二酸在同样温度下不反应，只有在温度增加至275℃时，才有部分丁烯
二酸酐生成。
有机化学
Organic Chemistry
二、烯烃的异构现象和命名
（一）烯烃的异构现象 4.顺反异构体在性质上的差异
顺反异构体生理活性也不相同。例如，合成的代用品己烯雌酚，反式异构体生理活 性较大，顺式则很低；维生素A的结构中具有4个双键，全部是反式构型，如果其中
二、烯烃的异构现象和命名
（二）烯烃的命名
2. 系统命名法
(4) 烯烃去掉一个氢原子称为烯基。
CH2 CH2
CH2 CH
CH3 CH CH
乙烯基 ethenyl(vinyl)
1-丙烯基(丙烯基) 1-propenyl
有机化学 第三章 烯烃、炔烃和二烯烃
第三章烯烃、炔烃和二烯烃第一节烯烃和炔烃单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为C n H2n。
炔烃是含有（triple bond) 的不饱和开链烃。
炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子，通式CnH2n-2。
一、烯烃和炔烃的结构乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃，现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。
（一）乙烯的结构分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个π 键构成。
现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。
乙烯：C-C σ键4C-H σ键在乙烯分子中，两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键，又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个C-Hσ键，五个σ键都在同一平面上。
每个碳原子剩下的一个py轨道，它们平行地侧面重叠，便组成新的分子轨道，称为π轨道。
其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个π键组成的。
双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不同，一条代表σ键，另一条代表π 键。
π键重叠程度比σ键小，不如σ键稳定，比较容易破裂。
(二)乙炔的结构乙炔的分子式是C2H2，构造式H-C≡C-C,碳原子为sp 杂化。
两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展，它们的对称轴在一条直线上，互成180°。
在乙炔分子中，两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠，形成一个C-Cσ键，每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。
此外，每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道（px,py),它们与另一碳的两个p轨道两两相互侧面重叠形成两个互相垂直的π键。
有机化学第三章烯烃和炔烃
125.9
126.8 125.9 126.8 126.8 119.7 115.5
顺-CH3CH2CH=CHCH3
反-CH3CH2CH=CHCH3 CH3CH2C(CH3)=CH2 (CH3)2CHC(CH3)=CH2 (CH3)2C=CHCH3 (CH3)2C=C(CH3)2
119.7
115.5 119.2 117.2 112.5 111.3
( Ni(Al) + NaOH
Ni + 骨架镍 NaAlO2 + H2
H2 压力： Pt, Pd ：常压及低压 Raney Ni ：中压（4~5MPa) 温度：
)
常温（<100°C）
(1) 催化氢化及机理
乙烯催化氢化反应机理的示意图
氢化过程中的能量变化
无催化剂 有催化剂 （可能多步骤）
E2
能量
E1
催化氢化时炔烃与烯烃活性的比较
炔烃比烯烃容易进行催化加氢，当分子中同时存在双键和叁
键时，催化氢化首先发生在叁键上。
CH3 HC C C CH CH2CH2 OH + H2
Pd, CaCO3 喹啉, 80%
CH3 H2C CH C CH CH2CH2 OH
加氢成烯烃
保持不变
N
喹啉
催化加氢反应时立体选择性
不饱和烃
不饱和烃: 含有碳碳重键的化合物。 烯烃(alkenes)
H H C C H H
H C C H
炔烃(alkynes)
例子 通式 官能团
CnH2n
CnH2n-2
C C
C C
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成
碳原子的sp2杂化过程示意图
烯烃和炔烃
三、烯烃的物理性质 1、在室温下含2-4个碳原子的烯烃为气体，含5-18个碳原子 的烯烃为液体，含19个碳原子以上的烯烃为固体。
2、烯烃的沸点和烷烃一样，随着碳原子数的增加而升高。
3、直链烯烃的沸点比支链烯烃的沸点高。 4、一般顺式异构体的沸点比反式高，熔点则比反式低。
四、烯烃的化学性质
烯烃分子中由于π键的存在，其化学性质较烷烃活泼，主要的 化学反应包括：加成反应、氧化反应、聚合反应。
仲正碳离子比伯正碳离子稳定，所以主产物为
CH3CHCH3 X
仲正碳离子、伯正碳离子的稳定性及反应的难易程度：
丙烯与HCl反应 能量示意图（TS 为过渡态）
★过氧化物效应
在过氧化物存在下，当不对称烯烃与溴化氢加成时，其主要 产物是反马氏规则的产物。如：
这种现象称为过氧化物效应（peroxide effect）。这时烯烃与 溴化氢发生的不是离子型的亲电加成反应，而是自由基加成 反应 （free-radical addition）。
（一） 加成反应（addition reaction）
双键中的π 键打开，两个原子或基团分别加到双键两端的碳原子上，形成 两个新的σ 键。
烯烃的π键决定了烯烃比较容易受亲电试剂（正离子或者是自由基）的攻 击，烯烃的加成反应多为亲电加成反应（electrophilic addition reaction）。
烯基的编号从游离价所在的碳原子开始。
烯…基：烯烃分子中去掉其他C原子上的H后剩的部分叫烯…基。
（二）烯烃的异构现象 烯烃的异构现象除具有碳链异构外，还具有位置异构和顺 反(几何)异构，碳链异构和位置异构都属于构造异构。
1．构造异构 以丁烯为例，它有三个异构体
Ⅰ与Ⅱ的碳链骨架相同，但双键位置不同，称为位置异构； Ⅰ与Ⅲ之间互为碳链异构。 2．顺反异构 由于烯烃分子中存在着限制碳原子自由旋转的双键，故烯烃 分子存在着顺反异构。
烯烃炔烃的反应总结
烯烃炔烃的反应总结烯烃是一类含有一个或多个碳碳双键的化合物。
根据双键的位置，烯烃又可分为1-烯烃和2-烯烃。
1-烯烃中，双键位于碳链的末端。
炔烃是一类含有一个或多个碳碳三键的化合物。
同样根据三键的位置，炔烃可分为1-炔烃和2-炔烃。
烯烃和炔烃的反应主要涉及它们与其他化合物之间的加成、消除和重排反应。
首先，加成反应是烯烃和炔烃最常见的反应类型之一、当烯烃或炔烃与亲电试剂发生加成反应时，双键或三键上的π电子将与试剂中的亲电中心形成新的共价键。
例如，烯烃可以与卤素发生加成反应，生成卤代烃。
炔烃则可以与酸化合物如HCl发生加成反应，生成共轭碳阳离子。
此外，烯烃和炔烃还可以与醇、胺等亲核试剂发生加成反应，生成相应的醇或胺化合物。
其次，消除反应是烯烃和炔烃的另一种重要反应。
消除反应是一种在分子中移去一个或多个原子或官能团以形成双键或三键的反应。
对于烯烃和炔烃而言，消除反应通常发生在一些含有亲核活性的碱性试剂的存在下。
最常见的消除反应是β-消除反应，其中一个氢原子从双键或三键相邻的碳上被移除。
最后，重排反应是烯烃和炔烃中常见的另一类反应。
重排反应是指在化学反应中，相同组成的原子重新排列，形成不同结构的产物。
烯烃和炔烃的重排反应通常发生在高温下，并且可以通过改变双键或三键位置来得到不同的产物。
总结起来，烯烃和炔烃的反应包括加成反应、消除反应和重排反应。
这些反应对于有机合成和材料科学等领域具有重要的应用价值。
研究和应用这些反应可以合成新的有机化合物，改善已有化合物的性质，并推动有机化学领域的发展。
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第一节 烯烃 (二、烯烃的异构)
1. 产生顺反异构的条件
(1) 分子中存在着限制碳原子自由 旋转的因素, 如双键或环(如脂环)；
(2) 不能自由旋转的原子上各连接 2个不相同的原子或基团。
a C b C
d e
只有a≠b 和 d ≠ e 时，才有顺反 异构。任何一个双键碳上若连接 两个相同的原子或基团, 则无顺 反异构。
(CH3)2C=CH2 + HCl
(CH3)2CCl—CH3
(100%)
CH3CH2CH=CH2 + HBr
CH3CH2-CHBr-CH3 (80%)
CH2=CH(CH2)3CH3 + HI
CH3-CH(CH2)3CH3 (95%) I
Markovnikov规则的理论解释：
分子中原子相互影响的实质，一般可用电子效 应(electric effect)和立体效应(stereo effect)来描述。 电子效应——指分子中电子密度分布的改变对性质 产生的影响。它又可分为诱导效应 (Inductive effect) 和 共轭效应 (Conjugative effect)两类。 立体效应——指分子的空间结构对性质所产生的影 响。
2. 加卤化氢 (HX)
C C + HX
X C C H
烯烃与卤化氢同样发生分步的、亲电性加成反应 不同的是： (1) 第一步进攻的是H+ ； (2) 不生成鎓离子，而是生成碳正离子中间体； (3) 第二步X－的进攻也不一定是反式加成。
X C C +H 慢 C C H
X
快
C
C H
HX对烯烃加成的相对活性：HI > HBr > HCl （与极化度有关） 不对称烯烃 (如丙烯 )与不对称试剂 (卤化氢 ) 发 生加成反应时：
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (三、烯烃的性质)
1. 加卤素
C C + X2 C X C X
邻二卤代烃 卤素的活泼性次序：F2>Cl2>Br2>>I2 (不反应） Note: 烯烃与氟加成太剧烈，往往使反应物完 全分解,与碘则难发生加成反： 在反应体系中存在 Cl-、Br+、Br- 三种离子， 是哪一种离子首先进攻？ Br+首先进攻
C H3C HC H 3 C H3C H C H2 + HC l Cl C H3C H2C H2C l (Ⅰ) (Ⅱ)
实验证明主要产物是(Ⅰ)。 马尔可夫尼可夫(Markovnikov)总结了其中的规律： 不对称烯烃与卤化氢等极性试剂加成时，氢原子总 是加到含氢较多的双键碳原子上。这就是马尔可夫 尼可夫最初提出的规则，简称马氏规则。
比较标准
＋I 效应
电负性 X ＞H ＞Y
特点：
1. 通过σ 碳链传递，3个碳原子后基本消失;传导过程中电性不 变;传导过程中电子云的转移方向相同。 2. 由于原子电负性不同引起的——静电诱导作用，永久效应。 3. 常见－I （吸电子）基团：
-NO2 -Br -S H -S O3H -I -C N -O Ar -C O O H -C O O R -O R -F -C l -C O R -C H=C H2
顺反异构的标记
1. 顺-反(cis-/trans-)标记法
相同基团在同侧 相同基团在异侧 cis- 或 顺trans- 或 反-
2. Z-E构型标记法
用cis或trans来命名顺反异构体时，有时难以确 定。例如：
Br H C C Cl F H3C H C C CH2CH3 CH2CH2CH3
为此提出了Z-E构型命名法。
第一节 烯 烃
一、烯烃的结构——sp2杂化 (以乙烯为例来说明)
z
1s22(sp2)12(sp2)12(sp2)12pz1
轨道杂化后电子排布
x
y
sp2杂化
2s
2px
2py
2pz
激发态: 2s 1 + 2px1 + 2py1 + 2pz1
3个sp2杂化轨道取平面正 三角形分布，与未杂化的 p 轨道垂直。sp2 杂化轨 道之间的夹角为 120o.
a
b
d e
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (二、烯烃的异构)
当分子中双键数目增加时，顺反异构体的数目也增加
H C C H CH2 C C H3C H H H H CH3 H C C CH2 C C CH3 H H H CH3 H3C C C CH2 C C CH3 H H
顺,顺-2,5-庚二烯 顺,反-2,5-庚二烯 反,反-2,5-庚二烯
甲 乙
C
C
丁 丙
Z型
E型
Br H
C
C
Cl F
H3C H
C
C
CH2CH3 CH2CH2CH3
Z-1-氟-1-氯-2-溴乙烯
E-3-乙基-2-己烯
Note：Z型并非一定是顺式，E型并非一定是反式。
Br F C C F H F Br C C F Cl
顺反异构体在性质上的差异
(一) 物理性质 熔点,沸点, 溶解度等都存在差异. (二) 化学性质 顺反异构体在化学性质上也存在某些差异，如 顺-丁烯二酸在140℃可失去水生成酸酐。
第一节 烯烃 (二、烯烃的命名)
2. 烯烃的系统命名与烷烃相似, 只是在选主链和编号时 要注意C=C为官能团，主链的选择必须包含官能团，编 号时官能团位次为低。烯烃英文名称的词尾为“-ene” 1 2 3 。 例1 CH3-CH=C-CH2CH2CH2CH3
CH2 CH2
7
CH3-CH-CH3
6
6-甲基-3-丁基- 2-庚烯 3-butyl-6-methyl-2-heptene
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (三、烯烃的性质)
三、烯烃的性质
与烷烃相似, 常温下4 碳以下的烯烃是气体, 5～18 碳的烯烃是液体, 高级烯烃是固体。
直链烯烃比带有支链的同系物沸点高。 顺式异构体的沸点比反式异构体略高。 反式异构体的熔点比顺式异构体高。
烯烃都不溶于水, 而溶于有机溶剂。
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (一、烯烃的结构)
头碰头重叠形成C—Cσ 键
肩并肩重叠形 成键，重叠 程度较小, 键 较不牢固，不 能自由旋转。
键: 284 kJ/mole
键键能 357kJ/mole
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (二、烯烃的异构)
二、烯烃的异构现象和命名 (一) 烯烃的异构现象
相对密度都小于1。
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (三、烯烃的性质)
亲电加成和氧化 -H的卤代 (Cl或Br) H C C π σ C
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (三、烯烃的性质)
(一) 亲电加成反应(electrophilic addition reaction)
加成反应就是将双键中的π 键打开，双键的两 个碳原子上各加一个原子或基团，形成两个新的σ 键，使不饱和的烯烃变成饱和的化合物。
C C
+A B
C C A B
碳原子sp3 杂化 四面体型结构
碳原子sp2 杂化 平面型结构
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (三、烯烃的性质)
δ X
+
δ X
-
X RCHCH 2X X RCHCH3 RCHCH3 H2O RCHCH 3 OH OSO3H H+ RCHCH3 OH
H X δ+ RCH CH + - 2 δ H OSO3H H OH
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (二、烯烃的命名)
(二) 烯烃的命名
1. 简单的烯烃常用普通命名法
CH3 CH3-C=CH2
CH2=CH2 CH3CH=CH 2
CH3 CH2=CH-C=CH 2
乙烯 ethylene
丙烯 propylene
异丁烯 isobutylene
异戊二烯 isoprene
第三章 烯烃和炔烃
H C C H COOH H COOH
140℃
H C C C C
O O O
反-丁烯二酸在同样温度下不反应，只有在温度增加至275℃ 时，才有部分丁烯二酸酐生成。
(三) 生理活性
顺反异构体生理活性也不相同。例如，合成的代 用品己烯雌酚，反式异构体生理活性较大，顺式则 很低；维生素 A 的结构中具有 4 个双键，全部是反式 构型，如果其中出现顺式构型，则生理活性大大降 低；具有降血脂作用的亚油酸和花生四烯酸则全部 为顺式构型。
CH3CH2-CH=CH2 CH3CH=CH-CH3
(官能团) 位置异构
CH3 CH3C=CH2
顺反 异构 碳链异构
H CH3 H3C H C C CH3 H
H3C H
C
C
反 -2丁烯 顺-2丁烯
顺 -2丁烯 反 -2-丁烯
mp. -106℃, bp. 1℃
mp. -139℃, bp. 4℃
第三章 烯烃和炔烃
CH2 C
异丙烯基
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (二、烯烃的异构)
课堂练习: 命名
Br C H Cl C CH3
(Z)-2-氯-1-溴-1-丙烯
(Z)-1-Bromo-2-chloropropene
H3C C H C
CH2 CH2
CH3 CH2
(E)-3-乙基-2-己烯
CH3 (E)-3-Ethyl-2-hexene
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯烃 (二、烯烃的命名)
例2
CH3(CH2)15CH=CH2
1-十八 碳 烯 (octadecene)
例3