3 环烷烃和烯烃(1烯烃)
本章主要内容1.环烷烃、环烯烃的命名.2.环烷烃的化学性质.
例2: 顺-4-叔丁基环己醇的两种构象
• 叔丁基在 e 键上的构象比在 a 键上的另一种构象 要稳定的多.
分子式为C4H6的甲、乙、丙三个化合物高 温催化加氢都得到正己烷。甲与浓KMnO4作用 生成CH3CH2COOH;乙生成 CH2COOH ;丙生成
CH2COOH COOH COOH
.请推测甲、乙、丙三个化合物的结构.
5.2 脂环烃的性质 (一) 物理性质 • 环烷烃的熔点和沸点都比同碳数的烷烃要高一些. • 相对密度也比相应的烷烃高,但比水轻. (二) 化学性质 • 脂环烃的化学性质与相应的脂肪烃类似. • 环烷烃的化学特性: 三、四元环结构不稳定,易开环;
五、六元环结构较稳定,一般不会开环.
5.2.1 环烷烃的反应 (1) 取代反应--在光或热的引发下发生卤代反应， （自由基反应）. Cl
每个 CH2高38.5 kJ/mol.这个差值就是环丙烷分子中 每个 CH2的张力能. 总张力能 --环丙烷的总张力能38.53=115.5 kJ/mol
张力能 --环丙烷的 Hc/n 为697.1 kJ/mol,比烷烃的
环丙烷的总张力能38.5 3 = 115.5 kJ/mol
环丁烷的总张力能27.6 4 = 110.4 kJ/mol 环戊烷的总张力能5.4 5 = 27.0 kJ/mol 环己烷的总张力能为 0 环庚烷的总张力能3.7 7 = 25.9 kJ/mol
环辛烷的总张力能5.0 8 = 40.0 kJ/mol
...................
•环烷烃的张力能越大,能量越高,分子越不稳定.
∴环丙烷,环丁烷不稳定,容易开环;环己烷和以 上的大环化合物的张力能很小或等于零,它们都 是稳定的化合物.
有机化学(第二版)3环烃-文档资料
第三章
第一节
环烃
脂环烃
环丁烷 环戊烷 环己烷
三、环烷烃的结构和稳定性
（二）环烷烃的结构
【例如】 环丙烷
60º 90º 108º 120º 以上环烷烃分子结构中形成的都是弯曲键，其成键电子云 重叠程度小，键的稳定性差，容易开环。 所以当C-C-C 键角约等于109.5º 时，C—Cσ 键是正常的σ 键，此时环系稳定。如环戊烷和环己烷。
H2 C H2C CH2
第三章
第一节
环烃
脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二）脂环烃的命名
1．单环脂环烃的命名 (1)按照开链烃命名，前面冠以 “环”字，称“环某烷” (2)从特征官能团处编号，并使取代基位次最小 (3)环上含有复杂取代基时，可将脂环作为取代基 【例如】
环丙烷
环戊烷
Hale Waihona Puke 环己烷环辛烷第三章
第三章
第一节
环烃
脂环烃
三、环烷烃的结构和稳定性
（二）环烷烃的结构 为什么脂环烃会表现出上述化学性质？1885年拜尔（J.Baeyer） 提出了张力学说。 张力学说假定：1.烷烃是正四面体结构
2.环的结构是平面的
3. 碳原子是sp3杂化的，键角都109.5º 结论: 与正常键角109.5º 偏差越大,环越不稳定。环有恢复正常键角 的力，这种力称为角张力（又称为拜尔张力）。
第三章
第一节
环烃
脂环烃
一、脂环烃的分类和命名
（二）脂环烃的命名
2．螺环烃的命名
书写顺序： 取代基—几螺—[小．大环碳数]—母体，例如:
H3C
2 3 1 5 4 10 9 6 7
7 1 5 6 3 9 11 10 4 2
烷烃烯烃环烷烃芳香烃的鉴别
烷烃烯烃环烷烃芳香烃的鉴别1.引言1.1 概述烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃是有机化合物中常见的四类化合物。
它们在化学性质、物理性质和化学反应等方面有着很大的差异，因此，对它们进行准确的鉴别至关重要。
烷烃是一类由碳和氢组成的直链或支链链状化合物。
它们具有饱和的碳-碳单键，因此相对稳定。
在室温下，大多数烷烃是无色、无味、无毒的液体或气体，不溶于水，但溶于有机溶剂。
烷烃的物理性质主要取决于它们的分子量和分子结构。
烯烃是一类含有一个或多个碳-碳双键的化合物。
由于双键的存在，烯烃具有一定的不饱和性，对于化学反应来说更加活泼。
烯烃的物理性质与烷烃类似，但由于不饱和性的存在，烯烃容易发生加成反应。
环烷烃是一类由碳组成的环状化合物。
环烷烃分子内的碳原子通过碳-碳单键相连接，这种结构使得环烷烃更加稳定。
环烷烃的物理性质通常与烷烃相似，但由于环结构的存在，环烷烃在一些化学反应中表现出特殊性质。
芳香烃是一类含有苯环结构的化合物。
苯环由六个碳原子构成，每个碳原子通过一个碳-碳单键和一个碳-氢单键相互连接。
芳香烃通常具有特殊的香气，因此得名。
芳香烃的物理性质与烷烃有所不同，化学反应也更具特异性。
本篇文章旨在介绍烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的主要特征和鉴别方法，以帮助读者准确判断和区分这些有机化合物。
通过了解它们的物理性质和化学反应，我们可以更好地理解它们在实验室和工业中的应用，为相关领域的研究和应用提供指导。
1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的整体框架和各个部分的内容安排，以及每个部分的主题和目标。
文章结构部分的内容示例：1.2 文章结构本文共分为三个主要部分，具体结构如下：第一部分为引言部分，旨在介绍本文的背景和主题，并说明文章的目的和意义。
第一小节对烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃进行简要概述，以帮助读者对这些化合物有一个整体的了解。
第二小节是文章的主要部分，介绍了烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的鉴别方法。
第三小节是结论部分，对文章的主要内容进行总结和归纳，并就烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的鉴别提出一些结论和建议。
环烷烃
H H H H H H H H H H H H
偏离109.5o
C-H 重叠
环己烷碳架是折叠的
H H
3
H
2
H
1
H H
H H
3
4 2
H H
1
H H
6
H H
4
5 H
6
H H
5
H
H H
H
C2, C3, C5, C6 共平面
H
H
椅式构象 (chair form)
船式构象 (boat form)
（打开一根 C-C 键）
H 2 / Pt, 50 o C
3 1
CH 3
3
CH 2 CH 3
or N i, 80 o C
C H 3 C HC H 2 C H 3
1
支链多 较稳定
主要产物
H 2 / Pt, 120 o C or N i, 200 C
o
CH 3 CH 2 CH 2 C H 3
小环化合物与卤素的反应
3-甲基-4-环丁基庚烷 4-cyclobutyl-3-methylheptane
2 1 1'
2'
环可作为取代基
3'
（称环基） 相同环连结时，可
3
联环丙烷 bicyclopropane
用词头“联”开头。
桥环烃（Bridged hydrocarbon）的命名
桥头间的碳原子数
2 1 3 4 5
小 环
C3 C4 C5 C7
环丙烷 环丁烷
697.1 686.1
中 环 大 环
C8 C11 C12
烷烃和烯烃
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物，简称有机物。
像CO、CO2、碳酸、碳酸盐等少数化合物，由于它们的组成和性质跟无机化合物相似，因而一向把它们作为无机化合物。
一、烃1、烃的定义：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。
2、烃的分类：饱和烃→烷烃（如：甲烷）脂肪烃(链状)烃不饱和烃→烯烃（如：乙烯）芳香烃(含有苯环)（如：苯）二、烷烃(alkane)和烯烃(alkene)1、结构特点和通式：烷烃：烯烃：(1) 烷烃：仅含C—C键和C—H键的饱和链烃，又叫烷烃。
（若C—C连成环状，称为环烷烃。
）通式：C n H2n+2(n≥1)(2) 烯烃：分子里含有一个碳碳双键的不饱和链烃叫做烯烃。
(分子里含有两个双键的链烃叫做二烯烃)通式：C n H2n (n≥2)2、物理性质(1) 物理性质随着分子中碳原子数的递增，呈规律性变化，沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大；(2) 碳原子数相同时，支链越多，熔沸点越低。
(3) 常温下的存在状态，也由气态(n≤4)逐渐过渡到液态(5≤n≤16)、固态(17≤n)。
(4) 烃的密度比水小，不溶于水，易溶于有机溶剂。
(5) 烷烃甲烷通常情况下是无色无味、难溶于水，密度比空气小，易溶于有机溶剂的气体。
（6）烯烃乙烯通常情况下是一种无色、稍有气味的气体，密度比空气略小，难溶于水，易溶于有机溶剂。
3、化学性质(1) 烷烃由于烷烃的分子结构稳定，所以通常不与强酸、强碱、强氧化剂（如KMnO4)反应。
①特征反应A:取代反应：有机物分子里的某些原子或基团团被其他原子或基团团所取代的反应。
如烃的卤代反应:光照CH3CH3 + Cl2 →CH3CH2Cl + HCl催化剂 加热 加热、加压 催化剂 催化剂 催化剂B:氧化反应C n H 2n+2 + — O 2 → nCO 2 +(n+1)H 2O C:分解反应CH 4(2) 烯烃烯烃的化学性质与其代表物乙烯相似，容易发生加成反应、氧化反应和加聚反应。
3环烷烃
△ H[(CH2)n]
3
4
5
6
7
8
n (kJ/mol)
－697.1 －686.2 －664 －658.6 －662.4 －663.6
从环烷烃的开环反应条件（见本章§ ）及燃烧热数据可以看出: 从环烷烃的开环反应条件（见本章§2）及燃烧热数据可以看出 环丙烷最不稳定，环丁烷次之，环戊烷比较稳定， 环丙烷最不稳定，环丁烷次之，环戊烷比较稳定，环己烷以上的 大环都稳定，这反映了环的稳定性与环的结构有着密切的联系。 大环都稳定，这反映了环的稳定性与环的结构有着密切的联系。
中是环烷烃的同分异构体有： 如： C5H10 中是环烷烃的同分异构体有： 共4种构造异构体） 种构造异构体） （ 种构造异构体
CH2CH3 H3C
其中
H3C CH3
CH3
还存在顺反异构体： 还存在顺反异构体：
H3 C H
CH3 H
H3C H
H CH3
立体异构：构造式相同，而原子（或基团）在空间的位置不同； 立体异构：构造式相同，而原子（或基团）在空间的位置不同； 顺反异构：立体异构中的一种类型， 顺反异构：立体异构中的一种类型，指的是由于环或双键的存在 而产生的立体异构；常见于环烷烃和烯烃； 而产生的立体异构；常见于环烷烃和烯烃；
产生偏差的原因是因为Baeyer张力学说中的假设成环原子处于 张力学说中的假设成环原子处于 产生偏差的原因是因为 张力学说中的假设 共平面是错误的。 共平面是错误的。 事实上，除环丙烷外，其它环烷烃的成环原子都不是在共平面上； 事实上，除环丙烷外，其它环烷烃的成环原子都不是在共平面上；
三、环烷烃的真实结构： 环烷烃的真实结构：
HH H H
纽曼投影式
有机化学 第3环烷烃
环烷烃
• 环烷烃是环状的烷烃。环烷烃分子中碳原子相互以单键联结成闭合碳 环，其余的价全部与氢原子连接。 • 要将链状烷烃变为环状，需将链端两个碳原子上的氢原子去掉，因此 单环烷烃的通式为CnH2n。 • 多环烷烃中每成一个环，氢原子将减少两个，所以双环烷烃的通式为 CnH2n-2。 • 可想而知，环烷烃和烷烃的大多数性质相似。 • 许多有机化合物具有环状结构。
桥环化合物编号时，从一个桥头开始，循最长的桥编到另一个桥头， 然后再循次长桥编回起始桥头，最后从紧挨着起始桥头的碳原子循最 短桥完成全部编号（桥头原子不重复编号）。 两个桥头原子中的任意一个都可以作为编号起点。如果一个桥头有 取代基时，有取代基的编“1”号。两个桥头都有取代基时，取代基小 的编“1”号。 桥链上同时有不饱和键和取代基时，先按最长、次长、最短桥顺序 考虑，再考虑使不饱和键给予最小编号，最后考虑将取代基尽可能给 予最小编号。 4 CH CH
五、环烷烃的结构与稳定性
环的稳定性 与环的大小 有关
环丙烷最不 稳定，环丁 烷次之，环 戊烷比较稳 定，环己烷 以上的大环 都稳定
环稳 定性
环大小
（Aldolf von Baeyer）
1885年拜尔
张力 学说
张力学说假定成环碳原子处于同一平面，并形成等边多 边形:
109.5° 49.5° 60° 109.5° 19.5° 90° 108° 1.5° 109.5°
CH3
2 3 4 1 5 6
7
CH3
6 4 8 1 5 3 2
CH3
Br
5-甲基-1-溴螺[3, 4]辛烷2,6-二甲基螺[4.5]癸烷
我们将桥环和螺环双环烷烃的名称写成公式：
l
m
烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃
烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃一、烷烃1、烷烃的命名和异构普通命名法、习惯命名法C1－C10：甲、乙、丙……壬、癸C11以上用中文数字：如十一烷正、异、新的含义俗名系统命名法一长、二多、三小的原则（最低系列）书写原则：a、在母体前标出取代基及位次b、相同取代基合并，小的在前(按次序规则)c、数字与数字间用逗号、数字与文字间用短横隔开IUPAC命名法与系统命名法的区别：取代基书写次序按英文字母序烷基的命名及英文缩写－CH3甲基Me. －CH2CH3乙基Et.－CH2CH2CH3丙基n-Pr. －CH（CH3）2异丙基i-Pr.－(CH2)3CH3 丁基n-Bu. －CH2CH（CH3）2异丁基i-Bu.－CH（CH3）CH2CH3 仲丁基s-Bu.－C（CH3）3叔丁基t-Bu.SP3杂化、正四面体结构伯、仲、叔、季碳原子(1°、2°、3°、4°碳原子)构造式、结构简式、键线式锯架式、投影式、纽曼式等同分异构构造异构碳架异构、位置异构、官能团异构构型异构对映异构、顺反异构（烯烃、脂环化合物）构象异构1、烷烃的物理性质及变化规律颜色、气味熔点、沸点密度、溶解性、极性变化规律沸点(直链、支链)熔点(直、支链，奇、偶数)2、烷烃的反应A、氧化反应燃烧生成CO2和H2O 注意碳氢比与产物的关系催化氧化生成含氧衍生物如醇、醛、酸等【例题】三种等摩尔气态脂肪烷烃在室温（25℃）和常压下的体积为2升，完全燃烧需氧气11升；若将该气态脂肪烃混合物冷至5℃，体积减少到原体积的0.933倍。
试写出这三种脂肪烃的结构式，给出推理过程。
注：已知该混合物没有环烃，又已知含5个或更多碳原子的烷烃在5℃时为液态。
(12分)【评析】（1）解题的第一步是写出用烷烃通式来表示的完全燃烧的化学方程式：C n H2n+2＋(1.5n＋0.5)O2＝nCO2＋(n+1)H2O写出通式的依据自然是试题告诉我们——这三种气态烷烃中没有环烷。
第三章 烯烃
•组成键的电子称为 电子; •组成 键的电子称为 电子;
(4) 碳碳单键和双键电子云分布的比较
C-C 键
电子云不易与外界接近
C-C 键
电子云暴露在外.易接近亲电试剂
•键电子云集中在两核之间,不易与外界试剂接近;
•双键是由四个电子组成 ,相对单键来说 ,电子云密度更大 ; 且构成键的电子云暴露在乙烯分子所在的平面的上方和 下方,易受亲电试剂(+)攻击,所以双键有亲核性 (-).
• 能够用常规方法将顺反异构体分离出来。 • 顺反异构体的物理性质、波谱性质、化学性质及生 理活性等均有明显差异。
二、烯烃的命名
很少采用普通命名。 系统命名：以烷烃的命名原则为基础。烷 乙烯 丙烯 异丁烯
烯
异戊二烯
1、构造异构的命名 （1）主链：选择含双键在内的最长碳链为主链， 称为某烯（中文十个碳以上碳链称为某碳烯） （2）编号：优先给予双键最小编号 （3）双键位置在书写时必须标明（烯键在1-位 可以省略），取两个烯碳中数字最小的。 （4）构型如明确，应当标明。 （5）其它同烷烃的命名规则。
•(1-4)异丁烯与HBr亲电加成反应过程
异丁烯和 HBr 的亲电加 成过程及能量变化
•(1-5) 碳正离子的结构和稳定性-- 马尔科夫尼科夫规律 马尔科夫尼科夫--Markovnikov CH3 CH3 CH3 2 C=CH2 + 2HCl C-CH3 + CH-CH2Cl CH3 CH3 Cl CH3 2-甲基丙烯 为主 马尔科夫尼科夫规律 --卤化氢与不对称烯烃加成 时 , 可以得到两种不同的产物 , 但其中之一为主 . 即加成 时以H原子加到含氢较多的双键C原子上,而卤素原子加 到含氢较少或不含氢的双键碳原子上的那种产物为主.
烷烃和烯烃知识点总结
02
03
合成纤维
某些烯烃可以作为合成纤维的原料， 如聚丙烯腈纤维（腈纶）等，用于纺 织业。
其他领域的应用
01
香料和香精
某些具有特殊气味的烯烃可以用 作香料和香精的原料，如柠檬烯 等。
医药中间体
02
03
农业化学品
一些烯烃可以作为合成医药中间 体的原料，如合成维生素E等。
某些烯烃可以用于合成农药、除 草剂等农业化学品。
06
实验室安全注意事项及环保要 求
实验室安全注意事项
严格遵守实验室规章制度
在进入实验室之前，必须熟悉并遵守实验室的各项规章制度，尤其是关于安全方面的规 定。
注意火源和易燃物品
烷烃和烯烃都是易燃物质，因此要远离火源，禁止在实验室吸烟或使用明火。同时，要 妥善存放易燃物品，避免其泄漏或挥发。
正确使用实验器材
醇脱水
醇类在酸性催化剂作用下脱水，生成相应的烯 烃。
卤代烷脱卤化氢
卤代烷在碱性条件下与醇反应，脱去卤化氢生成烯烃。
实验室合成方法简介
烷烃合成
在实验室中，可以通过格氏试剂与卤代烷反应，或者通过醛酮的还原等方法合成烷烃。
烯烃合成
实验室中常用的方法包括醇的消去反应、卤代烷的消去反应以及炔烃的加成反应等。这些方法都可以在特定条件 下得到较高产率的烯烃。
在使用实验器材时，要按照操作规程进行，确保器材完好无损，避免因器材故障引发安 全事故。
废弃物处理及环保要求
废弃物分类处理
实验过程中产生的废弃物要严格按照环保要求进行分类处理，将有 害废弃物与无害废弃物分开收集，避免对环境造成污染。
废液处理
对于实验过程中产生的废液，要经过专门的处理设备进行处理，确 保废液中的有害物质得到有效去除，达到环保排放取含有 双键的最长碳链作为主链，从靠近双键 的一端开始编号，双键的位置用阿拉伯 数字表示。
有机化学第三章烯烃
CC
+ A-B
CC
AB
象这样的反应叫加成反应。其它的还有聚合反 应、氧化反应等。这些反应都发生在双键上。
一、催化加氢
烯烃在铂、钯或镍等金属催化剂存在下，可以与氢加成而生 成烷烃。
H2
CC
CC
Ni
?催化加氢时，H原子总是从双键的同一侧加成上去，称为 顺式加成。
?催化加氢反应是放热反应。每摩尔不饱和化合物氢化时放 出的热量称为氢化热。
官能团位置异构 (如:辛醇/仲
同分异构 isomerism
辛醇)
构型异构 configurational 立体异构
顺反 ,Z 、E 异构 对映,非对映异构
Stereo- 构象异构
conformational
(2)烯烃的顺反异构（立体异构）
CH3 C
H
CH3 C
H
CH3 C
H
H C
CH3
由于烯沸顺烃点2分－3子丁.7℃烯中的原子或基团在沸反空点2间－0的丁.9℃烯排布方式不 同而产生的同分异构现象，称为顺反异构，也称几何异 构。
I > Br > Cl > O > N > C > D > H
CH3
CH(CH3)2
CC
CH3CH2 3 4 CH2CH2CH3
12
5 67
(E)–3–甲基–4–异丙基–3–庚烯
BrCH 2 C CH 3
CH 3 C
CH 2CH 3
(E)- 2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯 反-2,3-二甲基-1-溴-2-戊烯
（3）π 键不能自 由转动
π键电子云呈平面 对称，重叠小，键 能因此较σ 键小。
2.烯烃的异构
烯烃命名
第三章 烯 烃不饱和烃是指分子中含有碳碳重键（碳碳双键或碳碳叁键）的碳氢化合物，分子中含有碳碳双键的烃称为烯烃，根据分子中所含双键的数目又可分为单烯烃、二烯烃和多烯烃；分子中含有碳碳叁键的烃称为炔烃。
碳碳双键和碳碳叁键分别是烯烃和炔烃的官能团。
3.1 烯烃的构造和命名与烷烃相似，含有四个和四个以上碳原子的烯烃都存在碳链异构，如：CH 2=CHCH 2CH 31-丁烯 异丁烯与烷烃不同的是，烯烃分子中存在双键，在碳骨架不变的情况下，双键在碳链中的位置不同，也可产生异构体，如下式中的1-丁烯和2-丁烯，这种异构现象称为官能团位置异构。
CH 2=CHCH 2CH 3 CH 3CH=CHCH 31-丁烯 2-丁烯碳链异构和官能团位置异构都是由于分子中原子之间的连接方式不同而产生的，所以都属于构造异构。
另外，含相同碳原子数目的单烯烃和单环烷烃也互为同分异构体，例如丙烯和环丙烷、丁烯与环丁烷和甲基环丙烷等，它们也属于构造异构体。
烯烃的系统命名法基本上与烷烃相似，其要点是：（1）首先选择含有双键的最长碳链作为主链，按主链中所含碳原子的数目命名为某烯。
主链碳原子数在十以内时用天干表示，如主链含有三个碳原子时，即叫做丙烯；在十以上时，用中文字十一、十二、……等表示，并在烯之前加上碳字，如十二碳烯。
（2）给主链编号时从距离双键最近的一端开始，侧链视为取代基，双键的位次须标明，用两个双键碳原子位次较小的一个表示，放在烯烃名称的前面。
（3）其它同烷烃的命名规则。
3,5 -二甲基-2-己烯 3,3-二甲基-1-戊烯 3-甲基-2-乙基-1-丁烯 3-甲基环己烯烯烃去掉一个氢原子后剩下的一价基团称为某烯基，烯基的编号自去掉氢原子的碳原子开始。
如：CH 2=CH- CH 3CH=CH- CH 2=CHCH 2-乙烯基 1-丙烯基（丙烯基） 2-丙烯基（烯丙基）3.2．烯烃的顺反异构与烷烃不同，由于双键不能自由旋转，所以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。
第 4 章 烯烃
化学性质相似,物理性质随分子量升高而有规律变化.
2: 同分异构 ①碳链异构 : C-C-C=C C-C=C C ②位置异构 (官能团) : ③顺反异构 CH3 C=C H H 顺-2-丁烯 mp : bp : -139.3℃ 3.5℃ 极性大 C-C-C=C C-C=C-C
(Geometrical Lsomerism) CH3 CH3 H C=C H CH3 反-2-丁烯 -105.5℃ 0.9℃ 极性小
习题：下列化合物哪些有顺、反异构体？写出其顺、反异构 体的构型，并用顺、反命名法或Z、E命名法命名。
习题：写出下列化合物的结构式：
（1）4-甲基-3-辛烯
（2）2-甲基-3-乙基-3-辛烯
（3）（E）-2-己烯 （4）（Z）-3-甲基-2-戊烯
（5）顺-3，4-二甲基-3-己烯
§ 4-2 烯烃物理性质 类似烷烃 ：不溶于水，易溶于四氯化碳，苯，乙醚。 比水轻， 密度 0.6~0.7 沸点 : 末端烯烃 < 双键在中间的异构烯烃 ( 原因 :末端
。
121.7。
H
SP 杂化 ： 2S 电子激发至2PZ轨道， S，2Px，2Py ：进一步 SP 杂化， 2Pz 未杂化。 杂化轨道： （类似SP 杂化）
3 2
单独碳三杂化轨道以平面三角形存在， 2Pz轨道垂直于平面。
价键法解释：CH2=CH2 分子 形成 五个 σ 键 ： 四个 C-H，一个 C-C 一个 π 键 ： 2Pz轨道，肩并肩平行重叠，面对称，不能自由旋转， 形成在 C，H原子平面上、下两边对称的重叠两部分， P 轨道交盖较少，（尤其在对称面上π 电子云密度为 零），π 键较σ 键弱。 键能 ： C=C ：610； < 2 C-C C-C : 345.6 π 键 : 610-345.6=264.4 < σ H C H C H H
环烷烃和烯烃烯烃
3.4 烯烃的理化性质
一、物理性质
与烷烃类似：
C2-C4的烯烃为气体，C5-C16的为液体，C17以上为固体。 沸点、熔点、比重都随分子量的增加而上升。 溶于有机溶剂，不溶于水。
沸点℃ 3.5 熔点℃ -139 偶极矩C.m 1.1 10-30
0.9 -106 0
烯烃沸点比烷烃略高。顺反异构体中，一般反式沸点低于顺式。
(1) 加卤化氢
对称烯烃： 反应活性顺序：HI > HBr >HCl
二者不能相互转换，是可以分离的两个不同的化合物。
顺反异构体不仅理化性质有差别，有时生物活性亦有差别。
当两个双键碳原子上各连有不同取代基时，可能有顺反异构体。
7
3.3 烯烃的命名
烯烃很少采用普通命名：
乙烯 ethylene
丙烯 propylene
异丁烯 isobutylene
常见烯基的名称：
9
系统命名法
4
3.2 烯烃的通式和同分异构
1. 通式
单烯烃的通式：CnH2n ，有一个不饱和度。
不饱和度：可加氢的程度，又称缺氢指数，用希腊字母Ω表示。
Ω = nC +
n N _ nH
2
+ 1
卤素原子取代基，可视作氢原子计算 氧、硫等其他二价离子不计 练习： C4H4NOCl
5
2. 同分异构
12
次序规则(P29)：
(1) 原子序数大者优先，同位素质量大者优先。
I > Br > Cl > S > F > O > N > C > D > H
(2) 第一个原子相同时，比较与其相连的下一个原子（选最大的）。 如仍相同，继续外推，直到比较出 “较优” 基团为止。
烷烃烯烃炔烃知识点总结
第一节 脂肪烃什么样的烃是烷烃呢？请大家回忆一下。
一、烷烃1、结构特点和通式：仅含C —C 键和C —H 键的饱和链烃，又叫烷烃。
（若C —C 连成环状，称为环烷烃。
） 烷烃的通式：C n H 2n+2 (n ≥1)接下来大家通过下表中给出的数据，仔细观察、思考、总结，看自己能得到什么信息？ 表2—1 部分烷烃的沸点和相对密度 名称 结构简式 沸点/ºC 相对密度 甲烷 CH 4 -164 0.466 乙烷 CH 3CH 3 -88.6 0.572 丁烷 CH 3(CH 2) 2CH 3 -0.5 0.578 (根据上表总结出烷烃的物理性质的递变规律) 2、物理性质烷烃的物理性质随着分子中碳原子数的递增，呈规律性变化，沸点逐渐升高，相对密度逐渐增大；常温下的存在状态，也由气态(n ≤4)逐渐过渡到液态、固态。
还有，烷烃的密度比水小，不溶于水，易溶于有 我们知道同系物的结构相似，相似的结构决定了其他烷烃具有与甲烷相似的化学性质。
3、化学性质（与甲烷相似）（1）取代反应如：CH 3CH 3 + Cl 2 →CH 3CH 2Cl + HCl （2）氧化反应C n H 2n+2 + — O 2 → nCO 2 +(n+1)H 2O 烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液褪色接下来大家回忆一下乙烯的结构和性质，便于进一步学习烯烃。
二、烯烃1、概念：分子里含有碳碳双键的不饱和链烃叫做烯烃。
通式：C n H 2n (n ≥2) 例：乙烯 丙烯 1-丁烯 2-丁烯师：请大家根据下表总结出烯烃的物理性质的递变规律。
表2—1 部分烯烃的沸点和相对密度 名称 结构简式 沸点/ºC 相对密度 乙烯 CH 2=CH 2 -103.7 0.566 丙烯 CH 2=CHCH 3 -47.4 0.519(根据上表总结出烯烃的物理性质的递变规律) 2、物理性质（变化规律与烷烃相似）烯烃结构上的相似性决定了它们具有与乙烯相似的化学性质。
烷烃烯烃
写结构简式并找出同 分异构体
1、5个C的烷烃的同分异构体 2、己烷（C6H14）的同分异构体共有 己烷（ 多少种？ 多少种？ 5种 3、 C7H16的同分异构体中，主链是5 的同分异构体中，主链是5 的有几种？ 个C的有几种？ 的一氯代物有几种， 4、 CH3CH2CH3的一氯代物有几种， 那七氯代物呢？ 那七氯代物呢？
2 4
C4H8不一定是烯烃 物，其理由是______________________。 其理由是______________________。 ______________________
熔沸点大小的判断 1、同系物C数不同，看C数，C越多， 同系物C数不同， 越多， 分子间作用力越大， 分子间作用力越大，熔沸点越高 2、同类同分异构体C数相同，一般 同类同分异构体C数相同， 支链越少，熔沸点越高。 正戊烷> 支链越少，熔沸点越高。如:正戊烷> 异戊烷> 异戊烷>新戊烷 同分异构体可以是同类物质， 同分异构体可以是同类物质，也可 以是不同类物质，故分为： 以是不同类物质，故分为：碳链异 构和类间异构
四、基本概念 （一）基：含不成对电子的原子或原子团 烃基： 烃基：烃分子失去一个或几个氢原子 后所剩余的部分。一般用“ 表示。 后所剩余的部分。一般用“R-”表示。 烷基: 烷基:烷烃失去氢原子后所剩余的原子 甲基， 乙基, 团。如：-CH3甲基，-CH2CH3乙基, 一 价烷基通式为 CnH2n+1—
取代反应 反应过程 反应实质 有上有下 取而代之
加成反变化 一般不变
（四）同系物：结构相似，在分子组 同系物：结构相似， 成上相差一个或若干个CH 成上相差一个或若干个CH2原子团的 物质互称同系物。 物质互称同系物。 1、有相同的通式，且属于同 有相同的通式， 一类 2、同系物的式量差一定是14n 同系物的式量差一定是14n 3、化性相似，物性随C数变化 化性相似，物性随C 而变化
烷烃和烯烃知识点总结
烷烃和烯烃知识点总结烷烃和烯烃知识点总结烃：仅含碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，又叫烃，在烃中最简单的是甲烷，下面是小编整理的相关内容，希望对你有帮助。
一、甲烷的物理性质无色、无味，难溶于水的，比空气轻的，能燃烧的气体，天然气、坑气、沼气等的主要成分均为甲烷。
收集甲烷时可以用排水法二、甲烷的分子结构甲烷的分子式：CH4 电子式：结构式：（用短线表示一对共用电子对的图式叫结构式）〔模型展示〕甲烷分子的球棍模型和比例模型。
得出结论：以碳原子为中心，四个氢原子为顶点的正四面体结构。
甲烷是非极性分子，所以甲烷极难溶于水，这体现了相似相溶原理。
CH4：正四面体 NH3：三角锥形三、甲烷的化学性质1.甲烷的氧化反应a.方程式的中间用的是”（箭头）而不是“====”（等号），主要是因为有机物参加的反应往往比较复杂，常有副反应发生。
b.火焰呈淡蓝色：CH4、H2、CO、H2S在通常条件下，甲烷气体不能被酸性KMnO4溶液氧化而且与强酸、强碱也不反应，所以可以说甲烷的化学性质是比较稳定的。
但稳定是相对的，在一定条件下也可以与一些物质如Cl2发生某些反应。
2.甲烷的取代反应现象：①量筒内Cl2的黄绿色逐渐变浅，最后消失。
②量筒内壁出现了油状液滴。
③量筒内水面上升。
④量筒内产生白雾〔说明〕在反应中CH4分子里的1个H原子被Cl2分子里的1个Cl原子所代替，但是．．反应并没有停止，生成的一氯甲烷仍继续跟氯气作用，依次生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯点燃甲烷，反应如下：a.注意CH4和Cl2的反应不能用日光或其他强光直射，否则会因为发生如下剧烈的反应：CH4+2Cl2?强光C+4HCl而爆炸。
b.在常温下，一氯甲烷为气体，其他三种都是液体，三氯甲烷（氯仿）和四氯甲烷（四氯化碳）是工业重要的溶剂，四氯化碳还是实验室里常用的溶剂、灭火剂，氯仿与四－氯化碳常温常压下的密度均大于1 g·cm3，即比水重。
c.分析甲烷的四种氯代物的分子极性。
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乙烯 ethene 1,3-丁二烯 1,3-butdiene
β-胡萝卜素 β-Carotene
1
3.1 烯烃的结构
1. 碳原子轨道的sp2杂化
激发 基态 p 杂化
p 轨道
sp2杂化轨道
激发态
每个sp2杂化轨道含1/3 s 成分和 2/3 p成分 sp2 3个sp2杂化轨道处同一平面，夹角1200 sp2 p轨道垂直于3个sp2轨道的平面 sp2
4
3.2 烯烃的通式和同分异构
1. 通式
单烯烃的通式：CnH2n ，有一个丌饱和度。
丌饱和度：可加氢的程度，又称缺氢指数，用希腊字母Ω表示。
Ω = nC +
nN _ n H
2
+1
卤素原子叏代基，可视作氢原子计算 氧、硫等其他二价离子丌计 练习： C4H4NOCl
5
2. 同分异构
(1) 构造异构 (如:C4H8)
① ② ③ ④ 迭主链：选择包括双键在内的最长碳链为主链，称某烯。 编号：从最靠近双键一端对主链依次编号。 写出叏代基名称、个数和位次，标出双键位次。 在② ③前提下，叏代基应有尽可能小的编号。
丼例：
2-乙基-1-戊烯
2-异丙基-1-丁烯
3-甲基-2-乙基-1-丁烯
2-ethyl-3-methyl-1-butene
I > Br > Cl > S > F > O > N > C > D > H
(2) 第一个原子相同时，比较不其相连的下一个原子（选最大的）。 如仍相同，继续外推，直到比较出 “较优” 基团为止。
13
(3)丌饱和键中, 双键或三键看作不同一原子连接2次或3次。
优先顺序：
14
丼例：
(E)- 1-氯-2-溴-1-丁烯
沸点℃ 3.5 熔点℃ -139 偶极矩C.m 1.1 10-30
0.9 -106 0
烯烃沸点比烷烃略高。顺反异构体中，一般反式沸点低于顺式。
16
二、化学性质
α-C α-H
加成反应 氧化反应 聚合反应
碳原子—— 与官能 团相连的碳原子, 其氢 为H。
卤代反应
双键的加成反应
1）催化氢化
30
（二） 烯烃的氧化反应
1. 高锰酸钾氧化
OH-，稀、冷KMnO4
氧化成邻二醇
H+，热、浓KMnO4
酮
醛
31
2. 臭氧化反应
含6-8%臭氧的氧气和烯烃作用，生成臭氧化合物的反 应称为臭氧化反应。
应用：
（1）测定烯烃的结构
(CH3)2C=CH2
CH3
O3
H2O Zn
(CH3)2C=O + CH2O
马氏规则：丌对称烯烃不卤化氢加成时，卤化氢中的氢总是 加到含氢较多的双键碳原子上，卤素加到含氢较少的碳原子上。
2 1
马氏规则的实质是：在加成反应的第一步，优先生成较稳定的碳正离子。
22
碳正离子稳定性 （同自由基稳定顺序）
产物叏决于碳正离子的稳定性——符合马氏规则
23
诱导效应（inductive effect）（P91）
第三章 烯烃和环烷烃 (Alkene and Cycloalkane)
第一节、烯烃 第二节、环烷烃
第一节 烯烃 (Alkene)
主要内容：
烯烃的结构
烯烃的通式和同分异构 烯烃的命名 烯烃的物理性质和化学性质
概 述
烯烃 (alkene)：含有碳碳双键（C=C）官能团的丌
饱和烃。
含一个双键的称为单烯烃，含两个双键称二烯烃，含
(Z)-3-乙基-1,3-戊二烯
注: E-构型丌一定为反式; Z-构型也丌一定是顺式。 “顺/反”命名法和“Z/E”命名法无必然的联系!
(E)-2-氯-2-丁烯 顺-2-氯-2-丁烯
(Z)-1,2-二氯-1-溴乙烯 反-1,2-二氯-1-溴乙烯
15
3.4 烯烃的理化性质
一、物理性质
不烷烃类似：
C2-C4的烯烃为气体，C5-C16的为液体，C17以上为固体。 沸点、熔点、比重都随分子量的增加而上升。 溶于有机溶剂，丌溶于水。
19
催化氢化应用：
① 制备烷烃； ② 测定双键数目，氢化反应是定量的；
③ 放热反应，通过氢化热判断烯烃稳定性。
氢化热 kJ· -1 mol
137.2
125.9
118.8
112.5
119.5
115.3
结论: 双键碳原子连接烷基数目越多，烯烃越稳定； 反式异构体比顺式异构体的稳定性高。
20
2. 烯烃的亲电加成（electrophilic addition）反应
(1) 加卤化氢
对称烯烃： 反应活性顺序：HI > HBr >HCl
反应机理：
+
C
C
+
慢
C H
H
X
C
X 快
C H
C X
反应分两步进行 经历碳正离子中间体 形成碳正离子的一步是决速步骤 反应决速步由亲电试剂进攻而引起，故此反应称亲电加成反应。
21
碳正离子
丌对称烯烃加成具有区域选择性。
顺反异构体不仅理化性质有差别，有时生物活性亦有差别。
当两个双键碳原子上各连有丌同叏代基时，可能有顺反异构体。
7
3.3 烯烃的命名
烯烃很少采用普通命名：
乙烯 ethylene
丙烯 propylene
异丁烯 isobutylene
常见烯基的名称：
9
系统命名法
1. 系统命名原则 以烷烃的命名原则为基础，增加相关的新内涵
27
(2) 加卤素（ Br2、Cl2 ）
烯烃的鉴别
现象：化合物 A ＋ 5％溴的CCl4溶液 红棕色马上褪去 结论：化合物 A 中可能存在“C=C”
卤素加成的活性顺序：氟 > 氯 > 溴 > 碘
剧烈
几乎丌反应
28
(3) 加硫酸(HOSO2OH)
符合马氏规则
应用
• 乙醇和异丙醇的工业制法—烯烃的间接水合法
C H C OSO2OH
H2O
C H
C OH
• 用此法可除去烯烃
29
(4) 加水——烯烃的直接水合法
CH3 CH CH2 + H2O
符合马氏规则
H3PO4 195 C,2MPa CH3
OH CH CH3
(5) 加次卤酸
丌对称稀烃和次卤酸（Cl2+H2O）的加成，也符合马氏规则。
卤原子倾向于加到含氢较多的双键碳原子上。
CH3 CH3
O3
CH3
H2O Zn
O=CCH2CH2CH2CHCH=O
（2）由烯烃制备醛、酮。
32
（三） α -位 (烯丙位) 氢的反应
烯丙基自由基
p—π共轭
N—溴代丁二酰亚胺
33
25
推电子基有利于稳定碳正离子。
吸电子基不利于稳定碳正离子。
26
过氧化物效应（peroxide effect）
• 当反应体系中存在过氧化物 (ROOR) 时，加成叏向符合反
马氏规则——过氧化效应 • 反应机理为过氧化物引収的自由基机理
• 只有溴化氢有过氧化效应，碘化氢和氯化氢无过氧化效应
2）亲电加成反应
双键的氧化反应 -氢卤代反应
17
（一）双键的加成反应—烯烃最主要的反应
π键的打开
新的σ键的形成
不饱和
X = Y or X ≠ Y
饱和
催化氢化
亲电加成反应
加 卤 化 氢 加 卤 素 酸 加 硫 加 水 酸 加 次 卤
18
1. 烯烃的催化氢化—还原反应
实验室常用催化剂: Pt, Pd (用活性炭、CaCO3、BaSO4等负载) Raney Ni (骨架镍) Ni(Al) + NaOH Ni + NaAlO2 + H2
2
2. 碳碳双键的形成
“肩并肩”
乙烯分子中的 σ键和π键：
C=C
{ π键：2p-2p
σ键：sp2-sp2
“头碰头”
乙烯是平面型分子
五个σ键在同一个平面上； π电子云分布在平面的上下方。
3
3. π键的特点
π 键电子云 旋转时π 键断裂
C-C 键能/Kjmol-1 361 C=C 612.5
2个双键碳、与双键相连的 4个原子必在同一个平面上。 1.侧面重叠，键丌牢固； （ π键键能：251.5kJ/mol；σ键键能：362.5kJ/mol） 2. π电子离核较远，叐核束缚较小，易极化，反应活性高； 3. 丌能自由旋转，存在顺反异构。
10
顺反异构体的命名
1. 顺反命名法
必须有相同基团参照
相同基团在双键同侧为顺式，丌同侧为反式。 可用词头“顺（cis）”和“反（trans）”表示构型。
顺(cis)
反(trans)
顺-2-戊烯 cis-2-pentene
反-2-戊烯 trans-2-pentene
?
11
Z(德文：Zusammen) 相同
碳链异构：
官能团位置异构：
官能团异构：
含有相同数目碳原子的烯烃和环烷烃是同分异构体
6
(2) 顺反异构 (cis-trans isomer):由于双键丌能自由旋转而产生
构型异构:-丁烯 反-2-丁烯 相同基团在双键同侧为顺式, 不同侧为反式。 排列方式丌同
二者不能相互转换，是可以分离的两个不同的化合物。
2. Z,E命名法 E(德文：Entgagen) 相反
依据次序规则确定两个双键碳原子上的优先基团。 用 Z 或 E 型标记.