烯烃的结构和异构.共83页文档
烯烃的结构和顺反异构
*
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
•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
C-C 键
电子云不易与外界接近 电子云暴露在外.易接近亲电试剂
I>Br>Cl>S>P>F>O>N>C>D(氘1中子)>H
-Br > -OH > -NH2 > -CH3 > -H (2)若双键碳原子直接相连第一原子的原子序数相同,则 比较以后的原子序数
-CH2CH3 > -CH3 (3)取代基为不饱和基团,应把双键或三键原子看成是它 以单键和多个原子相连:
CC
CCC C
347kJ/mol
断裂双键需要611kJ/mol; 双键使烯烃有较大的活性
说明碳碳 键断裂需要264kJ/mol
CC
CC
键能： 610 kJ / mol
345.6 kJ / mol
键长： 0.134。nm
键角： ~120
0.154 。nm
109.5 键键能：264 kJ/mol
π键的特性
1. C=C 双键不能自由旋转 ----没对称轴
-CH=CH2 相当于-CH-CH2 ，-CC 相当于 -C - CH
4. 顺 / 反或（Z）/（E）-----放在最前面
CH3 C
CH3CH2
1 23
CH3 CH-CH3 C
CH2CH2CH2CH3
4567 8
（E）-3-甲基-4-异丙基-3-辛烯
《烯烃的结构和性质》课件
《烯烃的结构和性质》 PPT课件
欢迎来到《烯烃的结构和性质》PPT课件！通过本课件，我们将带您深入了 解烯烃的结构、化学性质及其在有机化学中的应用。让我们开始探索这个引 人入胜的主题吧！
什么是烯烃
烯烃是一类含有碳碳双键的不饱和烃化合物。它们的化学式通常为CnH2n，其中n为一个正整数。烯烃具有一 些独特的性质，使其在有机化学领域中扮演着重要的角色。
与碱的反应
烯烃可以与碱发生消除反应，脱 掉一个或多个质子。
与醇的反应
烯烃可以与醇发生加成反应，生 成醚或其他有机产物。
烯烃的环化反应
烯烃可以通过环化反应形成环状化合物，这种反应在天然产物合成和药物研 发中具有重要意义。
烯烃的工业应用
烯烃在工业生产中被广泛应用，如聚乙烯和聚丙烯等塑料的制造，以及合成 橡胶、溶剂和燃料等。这些应用使烯烃成为现代工业中不可或缺的化学物质。
烯烃的化学性质
烯烃具有丰富的化学性质，包括加成反应、消除反应、聚合反应、环化反应 等，使其成为有机化学中非常重要且有趣的研究对象。
烯烃的物理性质
烯烃的物理性质包括密度、熔点、沸点等，这些性质受分子结构和分子量等 因素的影响。
烯烃与其他有机物的相互作用
与酸的反应
烯烃可以与酸发生加成反应，生 成醇或其他有机产物。
烯烃的分子结构
碳链结构
双键结构
烯烃分子由碳原子组成的链结构， 其中相邻的碳原子通过双键连接。
烯烃分子中的碳碳双键是由两个 p轨道重叠而成的，形成一个非 常稳定的共轭体系。
π键结构
烯烃分子中的π键使其具有特殊 的化学性质，如共振结构和反应 活性。
烯烃的键长和键角
碳碳双键
烯烃中的碳碳双键比单键短，由于双键的共用 电子对较紧密地靠近。
烯烃(二)
3H
C Nu -OCOCH
3
-OH
等
1) 与HX的加成
CH2=CH2 + HX 1° HX的反应活性 HI > HBr > HCl > HF （HF的加成无实用价值。） 2°不对称烯烃的加成产物遵守马氏规则（有一定的取向， 即 区位选择性）
CH 3 CH=CH
CH
3
H
C
C
CH H
2
CH
3
CH 3 CH
2
CH 3
C
C
H CH 2 CH 3
顺 -2 - 戊 烯
反 -3 - 甲 基-3 - 己 烯
顺反命名法有局限性，即在两个双键碳上所连接的两个基团彼 此应有一个是相同的，彼此无相同基团时，则无法命名其顺反。
Br C C CH 3 Cl H H C C CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 C C CH CH 2 CH 2 CH 3 CH 3 CH 3
H2 O 2
硼氢化 – 氧化反应，是用末端烯烃来制取伯醇的好方法， 其操作简单，副反应少，产率高。在有机合成上具有重要
的应用价值。
硼氢化反应是美国化学家布朗（Brown）与1957年发现的，
由此布朗获得了1979年的诺贝尔化学奖。
上节课要点及复习提问
1，为什么说烯烃的很多加成反应是亲电加成 反应？ 2，H2，HCl、Br2与烯的加成，哪些是亲电 的加成？ 3，马氏加成产物与反马氏加成产物 4，推电子基团的作用之演示
(Z )-1 ,2 -二 氯 -1 -溴 乙 烯
CH3 1. 化 合 物 C H 3C H 2C = C C H 2C H 3 C 2H 5 2. 命 名 化 合 物 : 1) CH3 C H 2) C H 3C H 2 Cl C Br CH3 Cl H CH3 有无顺反异构？
有机化学-烯烃(全面剖析)
5-甲基-3-丙基-2-己烯
5.顺反异构体命名 顺反异构体命名 a.双键两个碳原子上连接的两相同的基团在同侧为顺式， 双键两个碳原子上连接的两相同的基团在同侧为顺式， 双键两个碳原子上连接的两相同的基团在同侧为顺式 在异侧为反式。名称前附以顺或反，用短线连接。 在异侧为反式。名称前附以顺或反，用短线连接。
只有a≠b和c≠d时，才有顺反异构。任何一 a 和 个双键碳上若连接两个相同的原子或基团， b 则只有一种结构.
c C C d
顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理性质不同。 顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理性质不同。
二、烯基
烯基：从烯烃上去掉一个氢原子后剩下的一价基团
CH2=CH2－ CH3-CH=CH－ CH2=CH-CH2－ CH2=C－ CH3 乙烯基 1-丙烯基 烯丙基 异丙烯基 vinyl 1-propenyl allyl isopropenyl
第一节 烯烃的结构
不饱和度：缺氢指数。 不饱和度：缺氢指数。即有机物分子中与碳原子数相等 的开链烷烃相比较，每减少2氢原子 氢原子， 的开链烷烃相比较，每减少 氢原子，则有机物的不饱 和度增加1。 表示。 和度增加 。用Ω表示。 表示 实验表明乙烯的结构为： 实验表明乙烯的结构为： 所有原子在同一平面，每个碳原子只和三个原子相连， ① 所有原子在同一平面，每个碳原子只和三个原子相连， 键角120°。 键角 ° 键能： ② 键能：C = C 610 kJ/mol(C—C 345.6 kJ/mol)，双键的 ， 键能≠两个单键键能之和 两个单键键能之和： 键能 两个单键键能之和：345.6 * 2 = 691.2 kJ/mol ③ 键长： C = C 0.133nm(C—C 0.153nm)，不是单键的1/2。 键长： ，不是单键的 。 H
烯烃的结构和异构
H3C CH3
第三章 烯烃
21
3. 氢化热 (06-09-12)
1mol 不饱和化合物氢化时放出的热量称为氢化热。 氢化热的大小,可反映烯烃分子稳定性大小。
第三章 烯烃
22
第三章 烯烃
23
二、亲电加成反应（ electrophilic addition reaction ）
定义：含有不饱和键的化合物与试剂作用时， π 键断裂，试剂
3-乙基-1-己烯 (3-ethyl-1-hexene )
9' 7' 5'
8 10
10' 2 1
8' 3
4 6' 5
6
7 3' 4'
9 2'
1'
正确的名称是 3,6-二甲基-5-癸烯 3,6-dimethyl-5-decene
双键位置相同，照顾取代基。
第三章 烯烃
11
说明：
烯烃分子中去掉一个 H原子，剩下基团称为“某烯基”
CH3
3-cyclohexyl-2-methyl-1-propene
例3:
CH 3 C
CH 3CH 2 4
65
C CH 2CH 3
3
CH(CH 3)2
21
（Z）或（反） -2,4-甲基-3-乙基-3-己烯 (Z) 或(trans)-3-ethyl-2,4-dimethyl-3-hexene
第三章 烯烃
16
3.3 烯烃的物理性质（自学）
H3C H
H3C H
H
CH3
H3C
H
?:
0
b.p. 1 oC
m.p. -105.6 oC
第六章烯烃(Alkenes)
第六章 烯 烃 （Alkenes ）概述：烯烃：含有碳碳双键的不饱和烃。
通式：C n H 2n ，与单环烃相同，有一个不饱和度。
烯烃与单环环烷烃互为构造异构体。
不饱和度计算公式：Ω=n C n N n H+_2+1若分子中有卤素原子，将卤素看作氢原子；氧、硫不计。
Ω1242一 烯烃的结构、异构和命名（Structure , isomerism and nomenclature of alkenes ） 1 烯烃的结构分子中有碳碳双键：C CC CHHHHCCHHH HCCHHHHC CC 为sp 2杂化，平面结构π键的极化度大，具有较大的流动性及反应活性。
2 烯烃的异构碳链异构双键位置不同引起的异构立体异构（顺、反异构）构造异构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。
例：C C a b a bC Ca d ab C Ccd a b 例：丁烯CH 3CH 2CH CH 2CH 3CH CHCH 3H 3C C CH 2CH 3C CCH 3HH 3C HC CCH 3HH H 3C3 烯烃的命名（IUPAC ）规则：a. 选主链：选择含双键的最长碳链作主链，称某烯。
b. 编号：从靠近双键的一端开始编号。
c. 确定取代基、双键的位置。
d. 写法例：CH 3C CHCHCH 2CH 3CH 3CH 32,4-二甲基-2-己烯CH 3CHCHCHCH 3CH 34-甲基-2-戊烯CH 3CHC CH 2CH 3CH 2CH 33-甲基-2-乙基-1-丁烯CH 3C CHCH 2CCH 3CH 3CH 3CH 32,5,5-三甲基-2-己烯CH 3(CH 2)12CH CH 21 十五碳烯1) 烯基命名CH 2CHCH 3CH CH CH 2CHCH 2 CH 3CH 2CH CH乙烯基 烯丙基 丙烯基 1-丁烯基 C H 2CC H 3 CH 3CH CHCH 2异丙烯基 2-丁烯基 2) 顺反异构命名C CCH 3HH 3C H C CC H 3HHH 3CC CCH 3HH 3CCH 2CH 3顺-2-丁烯 反-2-丁烯 反-3-甲基-2-戊烯 C CC H 3HH 3C CH 2C H 3C CCH 3HClCH 3CH 2顺-3-甲基-2-戊烯 （？）-3-氯-2-戊烯3) Z ，E 命名Z 型：按照次序规则，两个双键碳上次序较大的原子或基团在同一侧的称为Z 型； E 型：按照次序规则，两个双键碳上次序较大的原子或基团在两侧的称为E 型。
3.1 烯烃的结构和命名
3.1 烯烃的结构和命名烯烃的结构烯烃的异构现象和命名3.1 烯烃的结构和命名烯烃（alkene）：含有碳碳双键（C=C）的不饱和烃。
单烯烃分子中只有一个碳碳双键，通式是C n H2n。
碳碳双键又叫做烯键, 是烯烃的官能团。
最简单的烯烃是乙烯：3.1 烯烃的结构和命名2p 21sp激发杂化sp sp1、sp2杂化2s2p x2p y sp2杂化轨道一. 烯烃的结构三个sp 2轨道的对称轴分布在同一平面上，以碳原子为中心指向三角形的顶点，夹角120°。
未杂化p z 轨道3.1 烯烃的结构和命名1、sp 2杂化一. 烯烃的结构未杂化的2p 轨道保持原来形状，垂直于三个sp 2轨道所在的平面。
3.1 烯烃的结构和命名一. 烯烃的结构1、sp2杂化sp2轨道比sp3轨道有效大小要小些：p轨道向外伸展离原子核较远，而s轨道则紧处于原子核周围；sp2轨道含s成分比sp3多，p成分少。
故当轨道中s成分增加时，轨道的有效大小就减小。
3.1 烯烃的结构和命名一. 烯烃的结构1、sp2杂化sp2-sp3C-C键比sp3-sp3 C-C键短。
sp2-sp2C-C键比sp2-sp3 C-C键短。
sp2-s C-H键比sp3-s C-H键短。
3.1 烯烃的结构和命名一、烯烃的结构2、双键的结构5个σ键：1个sp2-sp2C-C σ键4个sp2-s C-H σ键1个π键：两个碳的p轨道互相平行，侧面(肩并肩)重叠。
3.1 烯烃的结构和命名一、烯烃的结构π键不同于σ键, π键具有以下特点：1）π键无轴对称, 不能自由旋转。
2）π键键能比σ键键能小。
3）π电子云具有流动性C=C 键能C-C 键能611 －347 ＝264 kJ/mol 2、双键的结构π电子云位于成键原子的上下两层, 原子核对π电子云的束缚能力弱,因此, π键易被试剂进攻发生反应, π键比σ键更活泼。
破坏π键的能量3.1 烯烃的结构和命名一、烯烃的结构2、双键的结构物理方法证明：3）双键键长0.134nm 比单键键长0.154nm 短；1）所有碳原子和氢原子共平面；2）键角接近120°（C-C-H 键角是121.7°，H-C-H 键角是117°）键的不等同性引起的；乙烯121.7°117°0.134nm0.108nm 0.154nm0.109nm 乙烷3.1 烯烃的结构和命名1、烯烃的同分异构现象二、烯烃的异构现象和命名碳架异构顺反异构（一种构型异构，立体异构的一种）(官能团)位置异构构造异构烯烃的同分异构3.1 烯烃的结构和命名1、烯烃的同分异构现象二、烯烃的异构现象和命名CH 3-CH 2-CH=CH 2(1)CH 3-CH =CH-CH 3(2)CH 3CH 3-C=CH 2(3)顺式cis(两个相同基团处于双键同侧)反式trans(两个相同基团处于双键异侧)以丁烯为例：CH 3C CH CH 3H(4)C CCH 3HCH H(5)3.1 烯烃的结构和命名1、烯烃的同分异构现象二、烯烃的异构现象和命名产生顺反异构的条件:②每个双键或环上碳原子连接2个不相同的原子或基团；c C Cda 只有a≠b和c≠d时，才有顺反异构；顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理性质不同。
有机化学-烯烃
CH3CH CH2H2SO4(80%) CH3CHCH3 H2O CH3CHCH3
OSO3H
CH3
CH3
CH3C CH2 H2SO4(63%) CH3CCH3 H2O
OH
2-丙醇（仲醇）
CH3
CH3CCH3
OSO3H
OH
2-甲基-2-丙醇（叔醇）
本法制得的醇（除乙醇）都是仲醇和叔醇。此类反 应常有重排产物产生，选择性差。
A C
B
D C
F
A C
B
(A>B， D>F)
F
C D
Z-型( 大基团 在同侧) E-型(大基 团 在异侧)
基团大小次序法则
（1）比原子序数：连接双键碳的原子， 原子序数高为大基团；若为同位素，质量 重的优先。
例如：I > Br > Cl > F > O> N> C > H
（2）延伸法：若与双键碳相连的原子相
CH3CH CHCH3
H3C C CH2 CH3
位置异构 碳架异构
（二）、顺反异构
H3C C
H
CH3 C
H
H3C C
H
H C
CH3
顺-2-丁烯 Cis-2-butene
反-2-丁烯 Trans-2-butene
顺反异构的概念：P78
顺反异构形成的条件 1. 分子中存在限制碳原子自由旋转的因素。 如双键或环（如脂环）的结构。 2. 不自由旋转的碳原子连接不同的基团。
CH3 C CH3 > CH3 C C2H5 > CH3 C H > CH3 C Cl
CH3
H
H
H
烯烃的结构、异构和命名
CC
3
2
CH3
1
Cl
6
Z -2-氯-2-丁烯
烯烃的物理性质
• 同烷烃相似： • C2-C4为气体，高级烯烃为固体； • 熔点、沸点和比重随 分子量的增大而上升，
比重 < 1
• 不易溶于水。易溶于非极性或弱极性有机溶 剂中。
烯烃的化学性质
• C＝C 的π－电子裸露于外，可提供e，具碱性
容易受到缺电子试剂：酸 E＋（亲电试剂）的进 攻；
INTERLOCK OTEMPVER
CSR相同的硬件。 UID 1 2
OSPARENLIE
PSOUWPEPRLYPSOUWPEPRLYMIROR DIMMS
PRCCISAIEGRE
12345678
HP ProLiant DL380G5
PPM M
PROPCROC FANS
INTERLOCK OTEMPVER
UID 1 2
2. 车载设备 TGMT子系统采用的首—尾编组，Airlink列车单元安装在接近头车厢和尾车厢的位置 ，与TGMT子系统相应的车载控制单元和无线天线相邻，如图 5 4所示。 在TGMT子系统的中间编组如图 5 5所示，列车单元被安装在接近头车厢和尾车厢的 地方，通过交换机连接TGMT系统的列车控制单元。车载天线直接连接每个列车单元 。
• 容易发生加成反应，生成两个新的σ键，得到 饱和烃——烷烃。
H
C H
H C
H
一、 烯烃的加成反应
1. 催化加氢：
在催化剂 Ni、Pt、Pd等催化剂作用下，烯 烃可以与氢进行加成反应。
• 反应在催化剂表面进行，为顺式加成，得 顺式加成产物，发热（新键生成）；无催 化剂不进行，表明活化能高。
第四章 烯烃
H C
CH3
11
问题:下列化合物是否存在顺反异构?
CH3
C2H5 D
C=C
H
Cl H
H C=C
CH3
CH2－CH-CH3 CH-CH3
CH3CH2
CH3
CC
H
CH3
12
顺反异构体理化性质差异
表一 顺-2-丁烯和反-2-丁烯的理化性质
异构体 顺-2-丁烯
m.P
b.P 偶极矩 氢化热
（℃） （℃） （D） （KJ/mol）
4. 相对密度 ❖烯烃的相对密度都小于1，但比相应的烷烃大。 5. 溶解度 ❖在水里的溶解度很小，但也比烷烃大；
30
第四节 烯烃的化学性质
平面分子：
H
H
Cπ C
Hσ
H
C=C 键性质活泼 π电子易流动，易极化 π键键能较低
烯烃的化学性质是由其官能团C=C 决定。由于 C=C的特性，因而烯烃的化学性质较烷烃活泼，易发 生催化氢化、亲电加成、氧化、聚合等反应。
Cl C
H
优先基
(E)-1-氯-2-溴乙烯
(Z)-1-氯-2-溴乙烯
23
课堂练习: 命名
Br
Cl
HC
C CH3
(Z)-2-氯-1-溴丙烯
H3C C
H
CH2 C
CH2
CH3 CH2
CH3
(E)-3-乙基-2-己烯
24
Z-E构型命名法适用于所有具有顺反异构 体的烯烃的命名；四个基团均不相同时,只能 用Z, E标示法；但这两套命名法之间没有必然 的对应关系。例如：
HH
HH
CC
过渡金属 催化剂
氢气吸附在催化 剂表面
第六章 烯烃
H3C H
H CH3
H3C H3C
H H
: b.p.
0 1oC
0.33 0 /10-30 c.m 4oC
m.p.
-105.6oC
-138.9oC
CH3 H
C
C
CH3 H
CH3 H
H
C C CH3 μ ＝0
μ ＝1.1×10-30 C.m
第三节
双键的结构与性质分析
烯烃的化学性质
C
C
C
C
键能: s 键 ~347 kJ / mol p 键 ~263 kJ / mol p 键活性比 s 键大 不饱和，可加成至饱和
2. 烯烃亲电加成的取向（反应的区域选择性）
HBr CH3CH2 CH CH2 CH3CH2 CH Br CH2 H + 4:1 CH3CH2 CH H CH2 Br
马氏规则：不对称的烯烃与不对称的试剂进行
亲电加成时，主要产物是亲电试剂当中的氢加 到烯烃中含氢较多的双键碳上的产物。实际上 是不对称烯烃区域选择性加成规则。
H
118°
C
121°
C
pz
H
H
乙烯的平面结构
2s
2px 2py
2pz
乙烯结构
V.B 法
σ键与π 键的比较
σ键
成键方式 成键AO
π键
头碰头 肩并肩 （核间轴线方向成键） （核间轴线上下方成键） spnAO pAO
重叠度
极化性
重叠度大， 化学性质稳定
极化性小
重叠度小， 化学性质活泼
极化性大
自由度
独立性
Z,E-命名法命名顺序
• 1） 以次序规则判断每个双键碳原子上的两个基团 的大小次序。 • 2） 确定构型： Z 型：两个双键碳上的优先基团（或原子）在同侧。 E 型：两个双键碳上的优先基团（或原子）在异侧。
烯烃的结构和异构.
分类： 根据反应时化学键变化的特征分 （或根据反应机理分）
加成反应
{
自由基加成（均裂） 离子型加成（异裂） 环加成（协同）
亲电加成 亲核加成
第三章 烯烃
24
亲电加成 ( Electrophilic addition )：
第三章 烯烃
16
3.3 烯烃的物理性质（自学）
H 3C H
:
b.p. m.p.
H CH3
0
1o C -105.6oC
H3C H3C
4oC
H H
0.33 0 /10-30 c.m
-138.9oC
反式异构体对称性较高，熔点高于顺式异构体。 顺式异构体极性较强，沸点高于反式异构体。
第三章 烯烃 17
an ti -addi ti on syn -addi ti on produ ct produ ct Ph Br2-C C 4 l C l2-C C 4 l 83% 32% 17% 68%
H
H
Ph
原因：中间体有部分碳正离子生成。
一般情况，加溴通过环正离子中间体进行。 加氯通过环正离子中间体、碳正离子或离子对进行。
亲电试剂对富电子碳碳双键进攻引起的加成反应。 亲电试剂：本身缺少一对电子, 又有能力从反应中得到电子形成 共价键的试剂。 例：H+、Br+、lewis酸等。
C C + E Nu 亲电试剂 slow C C E
+
Nufast
Nu C C E
亲核试剂
反应分两步进行： 第一步，亲电试剂进攻双键形成碳正离子 。 （慢，控速步骤） 第二步，亲核试剂与碳正离子中间体结合，形成加成产物。