第三章 烯烃和环烷烃
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包括（碳架异构，官能团位置异构） 官能团位置异构：由于双键的位置不同引起同分
异构现象
例1:丁烯的三个同分异构体
(1) CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯) (2) CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯
(3) CH3-C=CH2 Cwenku.baidu.com3
2-甲基丙烯(异丁烯)
•例2:戊烯的五个构造异构体
(1) CH3-CH2 -CH2 -CH=CH2 1-戊烯 (2) CH3 -CH2 -CH=CH-CH3 2-戊烯 (3) CH2=C-CH2-CH3 2-甲基-1-丁烯, 2-甲基丁烯
4. 乙烯的结构对键长,键角的影响
• 甲烷的H-C-H键角109.5º • C-C单键长:0.154nm • C=C双键键长:0.133nm • 断裂乙烷C-C 单键需要 • 347kJ/mol • 断裂双键需要611kJ/mol • 说明碳碳 键断裂需要264kJ/mol
二、 烯烃的异构
1、 构造异构
CH3 (4) CH3-C=CH-CH3
2-甲基-2-丁烯
CH3 (5) CH3-CH-CH=CH2 3-甲基丁烯
CH3
•如双键位置在第一个碳上,双键位置数据可省.
2、 顺反异构(立体异构)
•由于双键不能自由旋转,当双键的两个碳原子各连
接不同的原子或基团时,可能产生不同的异构体.
条件:—构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个 原子或基团都要不同;
第三章 烯烃(alkenes)和环烷烃(cycloalkanes)
主要内容
烯烃的类型、结构和命名 烯烃构型的表示方式（顺式和反式，E型和Z型） 一些常用的不饱和基团（烯基） 烯烃的亲电取代反应，常见的几种反应，产物的类型 亲电加成的一般机理（正碳离子机理） Markovnilkov加成规则及解释 卤素与烯烃的加成机理（环正离子机理）及反应对立 体 选择性的解释
a
a
C=C
b
b
a
b
C=C
b
a
顺式(两个相同基团处于双键同侧) 反式(异侧)
• 只要任何一个双键上的同一个碳所连接的两个 取代基是相同的,就没有顺反异构.
• 命名:在前加一顺(cis-)或反(trans-)字表示.
注意: 只要任何一个双键上的同一个碳所连接的两
个取代基是相同的,就没有顺反异构.
•下列结构没有顺反异构
命名一样，命名为：某烯 b. 双键的编号将尽可能以较小的编号 c. 标出双键的位次，只写出较小的数字，放在烯烃名
称的前面 d. 其余与烷烃的命名原则相同
• 几个重要的烯基
CH2=CH－ 乙烯基 Vinyl
CH=CHCH2－ 烯丙基 allyl
CH3CH=CH－ 丙烯基 propenyl
CH2=C－ 异丙烯基 isopropenyl
•组成键的电子称为 电子; •组成 键的电子称为 电子;
3. 碳碳单键和双键电子云分布的比较
•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(E+)攻击,所以双键有亲核性.
激发
杂化
2S2 2P2
3个SP2杂化轨道
2. 乙烯的键
• C: 2s12px12py12pz1 • 碳原子上未参加杂化的p轨道,
• 它们的对称轴垂直于乙烯分子 • 所在的平面,它们相互平行以侧 • 面相互交盖而形成键.
•键没有轴对称,不能自由旋转.
*
乙烯的成键轨道和 *反键轨道
反 键 轨 道
成 键 轨 道 乙烯的成键轨道和 *反键轨道形成示意图
烯 烃：含C＝C的碳氢化合物
类型：
➢单烯：通式：CnH2n
➢二烯：
C CH2
连二烯 累积二烯
➢多烯：
H3C CH3
CH3
共轭二烯 （第六章）
(CH2)n 孤立二烯
n1
CH3 CH2OH
维生素A
第一节 烯烃的结构、异构和命名
一、 乙烯的结构
1. sp2杂化轨道
SP2杂化 1个S轨道与2个P轨道混 合形成三个能量等同新轨道的过程。
• 亚基
有两个自由价的基称为亚基。
H2C= 亚甲基
Methylidene －CH2－ 亚甲基
Methylene
CH3CH= 亚乙基
ethylidene －CH2CH2－ 1,2- 亚乙基 ethylene (dimethylene)
(CH3)2C= 亚异丙基
isopropylidene －CH2CH2CH2－
1,3- 亚丙基 trimethylene
两种亚基：中文名称通过前面的编号来区别， 英文名称通过词尾来区别
2.顺反异构体的构型命名（有顺反异构时）
a.命名时如两个相同的基团在同侧或在异侧，则在1. （命名法）前分别加一顺(cis-)或反(trans-)字表示 .
b.若顺反异构体的双键碳原子上没有相同基团,顺反的 命名发生困难.
a
a
C=C
a
b
a
c
C=C
a
d
• 顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理 性质不同。
例如:
CH3 C=C
H
CH3 H
顺-2-丁烯
CH3
H
C=C
H
CH3
反-2-丁烯
CH3
CH3
C=C
H
Cl
顺-2-氯-2-丁烯
CH3CH2
CH3
C=C
H
H
顺-2-戊烯
•三. 烯烃的命名(系统命名):
1. 系统命名（无顺反异构时） a. 选择一条含双键的最长的碳链为主链，其余与烷烃的
C=C
CH3
H
CH3
Cl
IUPAC规定: E - Entgegen-表示“相反”
Z - Zusammen-表示“共同 ”
同碳上下比较
a
b
C=C
a’
b’
(a>a’,b>b’; a<a’ ,b<b’)
(1)Z构型
a
b
C=C
a’
b’
(a>a’,b<b’;a<a’,b>b’)
(2) E 构型
Z 型：两个双键碳上的优先基团（或原子）在同一侧。 E 型：两个双键碳上的优先基团（或原子）不在同一侧。
•a,a’,b,b’为次序,由次序规则定.
•E-Z标记法—次序规则
(1)首先由和双键碳原子直接相连原子的原子序数决定, 大的在前：
I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D(氘1中子)>H
IUPAC规定:则在1.（命名法）前分别加E或Z字表示 E - Entgegen-表示“相反”两个双键碳上的优先基团（
或原子）不在同一侧
Z - Zusammen-表示“共同”两个双键碳上的优先基团
（或原子）在同一侧
•若顺反异构体的双键碳原子上没有相同基团,顺反 的命名发生困难.
Br
Cl
Br
H
C=C
异构现象
例1:丁烯的三个同分异构体
(1) CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯) (2) CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯
(3) CH3-C=CH2 Cwenku.baidu.com3
2-甲基丙烯(异丁烯)
•例2:戊烯的五个构造异构体
(1) CH3-CH2 -CH2 -CH=CH2 1-戊烯 (2) CH3 -CH2 -CH=CH-CH3 2-戊烯 (3) CH2=C-CH2-CH3 2-甲基-1-丁烯, 2-甲基丁烯
4. 乙烯的结构对键长,键角的影响
• 甲烷的H-C-H键角109.5º • C-C单键长:0.154nm • C=C双键键长:0.133nm • 断裂乙烷C-C 单键需要 • 347kJ/mol • 断裂双键需要611kJ/mol • 说明碳碳 键断裂需要264kJ/mol
二、 烯烃的异构
1、 构造异构
CH3 (4) CH3-C=CH-CH3
2-甲基-2-丁烯
CH3 (5) CH3-CH-CH=CH2 3-甲基丁烯
CH3
•如双键位置在第一个碳上,双键位置数据可省.
2、 顺反异构(立体异构)
•由于双键不能自由旋转,当双键的两个碳原子各连
接不同的原子或基团时,可能产生不同的异构体.
条件:—构成双键的任何一个碳原子上所连接的两个 原子或基团都要不同;
第三章 烯烃(alkenes)和环烷烃(cycloalkanes)
主要内容
烯烃的类型、结构和命名 烯烃构型的表示方式（顺式和反式，E型和Z型） 一些常用的不饱和基团（烯基） 烯烃的亲电取代反应，常见的几种反应，产物的类型 亲电加成的一般机理（正碳离子机理） Markovnilkov加成规则及解释 卤素与烯烃的加成机理（环正离子机理）及反应对立 体 选择性的解释
a
a
C=C
b
b
a
b
C=C
b
a
顺式(两个相同基团处于双键同侧) 反式(异侧)
• 只要任何一个双键上的同一个碳所连接的两个 取代基是相同的,就没有顺反异构.
• 命名:在前加一顺(cis-)或反(trans-)字表示.
注意: 只要任何一个双键上的同一个碳所连接的两
个取代基是相同的,就没有顺反异构.
•下列结构没有顺反异构
命名一样，命名为：某烯 b. 双键的编号将尽可能以较小的编号 c. 标出双键的位次，只写出较小的数字，放在烯烃名
称的前面 d. 其余与烷烃的命名原则相同
• 几个重要的烯基
CH2=CH－ 乙烯基 Vinyl
CH=CHCH2－ 烯丙基 allyl
CH3CH=CH－ 丙烯基 propenyl
CH2=C－ 异丙烯基 isopropenyl
•组成键的电子称为 电子; •组成 键的电子称为 电子;
3. 碳碳单键和双键电子云分布的比较
•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(E+)攻击,所以双键有亲核性.
激发
杂化
2S2 2P2
3个SP2杂化轨道
2. 乙烯的键
• C: 2s12px12py12pz1 • 碳原子上未参加杂化的p轨道,
• 它们的对称轴垂直于乙烯分子 • 所在的平面,它们相互平行以侧 • 面相互交盖而形成键.
•键没有轴对称,不能自由旋转.
*
乙烯的成键轨道和 *反键轨道
反 键 轨 道
成 键 轨 道 乙烯的成键轨道和 *反键轨道形成示意图
烯 烃：含C＝C的碳氢化合物
类型：
➢单烯：通式：CnH2n
➢二烯：
C CH2
连二烯 累积二烯
➢多烯：
H3C CH3
CH3
共轭二烯 （第六章）
(CH2)n 孤立二烯
n1
CH3 CH2OH
维生素A
第一节 烯烃的结构、异构和命名
一、 乙烯的结构
1. sp2杂化轨道
SP2杂化 1个S轨道与2个P轨道混 合形成三个能量等同新轨道的过程。
• 亚基
有两个自由价的基称为亚基。
H2C= 亚甲基
Methylidene －CH2－ 亚甲基
Methylene
CH3CH= 亚乙基
ethylidene －CH2CH2－ 1,2- 亚乙基 ethylene (dimethylene)
(CH3)2C= 亚异丙基
isopropylidene －CH2CH2CH2－
1,3- 亚丙基 trimethylene
两种亚基：中文名称通过前面的编号来区别， 英文名称通过词尾来区别
2.顺反异构体的构型命名（有顺反异构时）
a.命名时如两个相同的基团在同侧或在异侧，则在1. （命名法）前分别加一顺(cis-)或反(trans-)字表示 .
b.若顺反异构体的双键碳原子上没有相同基团,顺反的 命名发生困难.
a
a
C=C
a
b
a
c
C=C
a
d
• 顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理 性质不同。
例如:
CH3 C=C
H
CH3 H
顺-2-丁烯
CH3
H
C=C
H
CH3
反-2-丁烯
CH3
CH3
C=C
H
Cl
顺-2-氯-2-丁烯
CH3CH2
CH3
C=C
H
H
顺-2-戊烯
•三. 烯烃的命名(系统命名):
1. 系统命名（无顺反异构时） a. 选择一条含双键的最长的碳链为主链，其余与烷烃的
C=C
CH3
H
CH3
Cl
IUPAC规定: E - Entgegen-表示“相反”
Z - Zusammen-表示“共同 ”
同碳上下比较
a
b
C=C
a’
b’
(a>a’,b>b’; a<a’ ,b<b’)
(1)Z构型
a
b
C=C
a’
b’
(a>a’,b<b’;a<a’,b>b’)
(2) E 构型
Z 型：两个双键碳上的优先基团（或原子）在同一侧。 E 型：两个双键碳上的优先基团（或原子）不在同一侧。
•a,a’,b,b’为次序,由次序规则定.
•E-Z标记法—次序规则
(1)首先由和双键碳原子直接相连原子的原子序数决定, 大的在前：
I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D(氘1中子)>H
IUPAC规定:则在1.（命名法）前分别加E或Z字表示 E - Entgegen-表示“相反”两个双键碳上的优先基团（
或原子）不在同一侧
Z - Zusammen-表示“共同”两个双键碳上的优先基团
（或原子）在同一侧
•若顺反异构体的双键碳原子上没有相同基团,顺反 的命名发生困难.
Br
Cl
Br
H
C=C