有机化学课 图文课件ppt第3章

称为官能团异构。例如：
上述两个烯烃分子的碳链中双键的位置发生了改变。
3.1 烯烃的命名和异构
2. 顺反异构
在2-丁烯分子中，由于分子中碳碳双键不能自由旋转，甲基、 氢、甲基、氢四个基团在空间上会有如下两种排布方式：
这种由于烯烃分子中碳碳双键不能自由旋转而使得两个双键碳原 子所连接的原子或基团在空间的排布不同所引起的同分异构现象称为 顺反异构。
若烯烃分子中有两个或两个以上双键，且每一个双键碳 原子上都有Z或E两种构型，则需要标出所有这些双键的构型。 例如:
3.1 烯烃的命名和异构
3.1.2 烯烃的同分异构 1. 烯烃的构造异构
（1）碳链异构
在烯烃分子中由于碳骨架不同所引起的同分异构现 象称为碳链异构。例如：
3.1 烯烃的命名和异构
（2）官能团异构 在烯烃分子中由于双键位置不同所引起的同分异构现象
的结构。乙烯分子中的碳碳双键并不是由两个单键形成的，而
σ
π键构成的。现代物理方法表明乙烯
分子中所有的原子都在同一个平面上，每个碳原子和三个原子
相连，键长和键角如下：
3.2 烯烃的结构
杂化轨道理论根据这些事实，设想乙烯碳原子成键时，碳 原子是以一种原子轨道杂化方式进行杂化，即由一个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，这三个 sp2杂化轨道的对称轴在同一个平面上，彼此成120°角。我们 把这种杂化方式称为sp2杂化。
自从1897年人们发现烯烃可以在镍的存在下氢化生 成烷烃以来，烯烃的催化氢化已经有了很大的发展，无论 在科学研究上还是在工业生产上都有着重要的应用。烯烃 的氢化是定量进行的，因此可以根据烯烃吸收氢气的体积 算出烯烃分子中双键的数目。
3.4 烯烃的化学性质
2. 亲电加成
（1）与酸的加成
强酸分子可以解离出质子（即H+是亲电试剂），可以 与烯烃进行亲电加成反应。而弱的有机羧酸，如乙酸、甲 酸、醇和水等只有在强酸（如硫酸）催化下才能与烯烃发 生亲电加成反应。其反应通式如下：
有机化学
第3章 单 烯 烃
烯烃的命名和异构 烯烃的结构
烯烃的物理性质 烯烃的化学性质 自然界中的烯烃
3.1 烯烃的命名和异构
3.1.1 烯烃的命名 1. 烯烃的系统命名
（1）选主链
选择包含双键在内的最长碳链为主链；如果有多条 链等长时，则选择含取代基最多的链为主链，根据主 链碳原子的个数（如烷烃一样）命名时称为“某烯”。 例如：
3.2 烯烃的结构
sp2杂化轨道的形状和sp3杂化轨道的形状相似，也是不对 称的葫芦形，一头大一头小，只是小的一头比sp3杂化轨道略 小，大的一头比sp3杂化轨道的一头略大。三个sp2杂化轨道的 对称轴分布在同一个平面上，并以碳原子为中心，分别指向三 角形的三个顶点，对称轴的夹角约为120°，每个碳原子剩下一 个未参与杂化的2p轨道，仍保持原来的形状，其对称轴垂直于 三个sp2杂化轨道的对称轴所在的平面，如图3-1所示。
并不是所有的烯烃都存在顺反异构，只有符合下述条件的烯烃才 会存在顺反异构：
①双键上的两个碳原子都连有两个不同的原子或基团； ②双键的两个碳原子上有一对或两对相同的原子或基团。
3.2 烯烃的结构
烯烃分子中存在碳碳双键，这是与烷烃分子在结构上最大
的差别，因此研究烯烃的结构主要就是研究双键的结构。烯烃
中最简单的分子就是乙烯，我们可以通过乙烯来了解烯烃双键
3.1 烯烃的命名和异构
（2）给主链碳原子编号
从靠近双键的一端起开始给主链碳原子编号， 并尽可能地给双键以最小的编号。例如：
3.1 烯烃的命名和异构
（3）标位次
标出双键碳原子中位次较小的一个，书写时放在母体 烯烃名称的前面。需要注意的是，1-烯烃中的“1”往 往省去，所以单烯烃的名称前面没有数字表明其为“1
3.3 烯烃的物理性质
表3-1 一些常见烯烃的物理常数
3.3 烯烃的物理性质
续表
3.4 烯烃的化学性质
3.4.1 烯烃的加成反应
1. 催化Leabharlann 化在催化剂的存在下，烯烃与氢气作用生成烷烃的反应 称为催化氢化。这个反应常用的催化剂有铂黑、钯粉、 Raney Ni等。乙烯与氢气的催化氢化反应方程式如下：
图3-1 2 乙烯分子σ键和π键的形成
3.2 烯烃的结构
σ
π键组
成的。与σ键相比，π键具有以下特点：
①π键不如σ键牢固，也不能自由旋转，因为形成π键
的两个p轨道是从侧面重叠的，而不是沿着p轨道的轴向
重叠；
②π键电子云沿键轴上下分布，不集中，易极化，因
而易发生反应；
③π键不能独立存在，必须与σ键同时存在。
,其他跟烷烃的命名原则相同。例如：
3.1 烯烃的命名和异构
2. 烯烃的顺反异构命名
当双键上的每个碳原子连有两个不同的原子或基团且双 键的两个碳原子上有一对或两对相同的原子或基团时可在烯烃 名字前面加“顺”或“反”字，即为“顺反命名法”。当两个 双键碳原子上相同基团在双键的同一侧时，称为“顺式”,反之， 称为“反式”。例如：
图3-1 sp2杂化轨道的形状及 在空间的伸展方向
3.2 烯烃的结构
在乙烯分子中每个碳原子各以一个sp2杂化轨道头碰头重 叠形成一个C-Cσ键外，又各以两个sp2杂化轨道和四个氢原子 的1s轨道重叠，形成四个C-Hσ键，这样形成的五个σ键均在同 一个平面上，如图3-2所示。每个碳原子还剩有一个对称轴垂 直于这个平面的p轨道，这两个p轨道肩并肩侧面重叠，组成一 个新的轨道，称为π键。
3.3 烯烃的物理性质
烯烃的物理性质随着碳原子数的增加而递变。 在常温下，含有2~4个碳原子的烯烃是气体， 5~18个碳原子的烯烃是液体，19个碳原子以上的 为固体。它们的熔点、沸点和相对密度都随着相对 分子质量的增加而上升，但是烯烃的相对密度都小 于1，均为无色，不溶于水，易溶于有机溶剂。乙 烯略带甜味，液态烯烃有汽油的气味。常见烯烃物 理性质如表3-1所示。
3.1 烯烃的命名和异构
如果双键碳原子上所连接的四个原子或基团均不相同时， 需要采用Z/E命名法。
系统命名法中的次序规则可应用于这里来判断每个双键 碳原子上所连接的原子或基团中哪个为较优基团，若两个双键 碳原子上所连接的较优基团在双键的同一侧，则称为“Z”式， 反之则为“E”式。例如：
3.1 烯烃的命名和异构