3不饱和烃详解

H
C why?
C
H
H2C
CH
H
H3 C
C H2
H
原因： ① －C≡C－中有1个σ和2个π键； ② sp杂化轨道中的S成份多。(S电子的特点就是离核近， 即s电子云更靠近核)
(二) 烯烃和炔烃的同分异构
烯烃：C4以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构 炔烃：C4以上的炔烃只有碳链异构和位置异构，无顺反异构。 例：丁炔只有两种异构体，丁烯有四种异构体：
(甲) 衍生物命名法 (乙) 系统命名法
(3) 烯烃的顺反异构体的命名
(甲) 顺反命名法 (乙) Z,E-命名法
◆官能团大小次序规则
(1) 烯基和炔基
烯烃和炔烃分子从形式上去掉一个氢原子后， 剩下的基团分别称为烯基和炔基； 不饱和烃去掉两个氢后，也形成相应的亚基。
CH2=CH乙烯基 HC C乙炔基 CH3-CH=CH丙烯基 CH3-C C丙炔基 CH2=CH-CH 2烯丙基 HC C-CH 2炔丙基 CH3-C=CH 2 异丙烯基 -CH=CH1,2-亚乙烯基
CH2CH3 H
戊烯：
CH2
C
C
反-2-戊烯 CH3CH C(CH3)2
注意
形成顺反异构的条件： ①必要条件：有双键 ②充分条件：每个双键碳原子必须连接两个 不同的原子或原子团。
H CH2CH3
例如，1-丁烯： CH2=C
没有顺反异构
(三) 烯烃和炔烃的命名
(1) 烯基和炔基 (2) 烯烃和炔烃的命名
激发 杂化
杂化
3 个 sp 2
sp2杂化轨道的形状与sp3杂化轨道大致相同，只是sp2 杂化轨道的s成份更大些：
sp 2
sp 3
为了减少轨道间的相互斥力，使轨道在空间相距最远， 要求平面构型并取最大键角为120°：
120
£ ¡ C
(动画，sp2杂化碳)
2 3¸ ¸sp ¸¸¸ ì ¸
¸× ¸¸ ó ¸ ü ¸¸120
+ -
*+
-
p(
能量
p(
+ -
*+
+ +
p(
-
+
Ó Ð Ò » ¸ ö ½ Ú Ã æ
:
Ú Ã ½ æ
+
:
+ -
+ -
+
无节面
-
分子轨道理论解释的结果与价键理论的结果相同， 最后形成的π键电子云为两块冬瓜形，分布在乙烯分子平 面的上、下两侧，与分子所在平面对称：
第三章 不饱和烃
西昌学院 段小静
(一) 烯烃和炔烃的结构 (二) 烯烃和炔烃的同分异构 (三) 烯烃和炔烃的命名 (四) 烯烃的物理性质 (五) 烯烃和炔烃的化学性质 (六) 烯烃和炔烃的工业来源和制法
第三章 不饱和烃
含有碳碳重键(C=C或C≡C)的开链烃称为不饱和烃。 例如：
(一) 烯烃和炔烃的结构
CH3-CH=CH 2 甲基乙烯 CH3C CCH 3 二甲基乙炔
¸
¸¸¸ ¸¸¸p¸ ì ¸ 2 ¸ 3¸ ¸sp ¸¸¸ ì ¸¸¸ ±
H C H C
H H
H C H C
H H
(动画，乙烯的结构)
(乙) 分子轨道理论的描述
分子轨道理论主要用来处理p电子。 乙烯分子中有两个未参加杂化的p轨道，这两个p轨道 可通过线性组合（加加减减）而形成两个分子轨道：
能量
p(
H C H C H H
动画(乙烯的结构)
其它烯烃分子中的C=C：
H C H C CH3 H H C H C C2H5 H
û Ï ± © µ Ä ½ á ¹
¡ Ï ¶ © Ä µ ½ á ¹
小
π键的特性：
结
①π键不能自由旋转。 ②π键键能小，不如σ键牢固。 碳碳双键键能为 611KJ/mol, 碳碳单键键能为 347JK/mol, ∴π键键能为611-347=264K/mol ③π键电子云流动性大，受核束缚小，易极化。 ∴π键易断裂、起化学反应。
H
C
C
H
(动画，乙炔的结构)
其电子云的形状为对称于σC-C键的周围：
P44图3-9(II)
小
结
①－C≡C－中碳原子为sp杂化； ②－C≡C－中有一个σ键、2个相互⊥的π键； ③共价键参数：
0.106nm 837KJ/mol 0.120nm 611KJ/mol 0.134nm 0.108nm
( 3x347=1041) 347KJ/mol 0.154nm 0.110nm
(1) 烯烃的结构 (2) 炔烃的结构
(一) 烯烃和炔烃的结构
(1) 烯烃的结构
实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共平面：
H ¡ £ 116.6 H £ Hale Waihona Puke Baidu21.7 ¡ C
0.1330nm
H C H
0.1076nm
(甲) 杂化轨道理论的描述
C2H4中，C采取sp2杂化，形成三个等同的sp2杂化轨道：
(2) 炔烃的结构
以乙炔为例。 仪器测得：C2H2中，四个原子共直线：
0.106nm
0.120nm
H
C
C
H
量子化学的计算结果表明，在乙炔分子中的碳原 子是sp杂化：
激发 杂化
杂化
2 个 sp
p轨 道
二个sp杂化轨道取最大键角为180°，直线构型：
C
(动画，sp杂化碳)
乙炔分子的σ骨架：
H
C
C
H
每个碳上还有两个剩余的p轨道，相互肩并肩形成2个π键：
戊炔： CH CCH2CH2CH3
1-戊炔 CH3C CCH2CH3 2-戊炔
CH3 CHCH2CH2CH3 1-戊烯 CH2 CHCHCH3 CH3 3-甲基-1-丁烯 H CH2CH3 H 顺-2-戊烯 CH2 CCH2CH3 CH3 2-甲基-1-丁烯 2-甲基-2-丁烯 H C CH3 C
CH CCHCH3 CH3 3-甲基-1-丁炔
C4H6：
CH2=CH-CH 2-CH 3
1-丁烯
CH
H3C H
C-CH 2CH3
C=C CH3 H
1-丁炔
CH3C
H3C H C=C
CCH3
H CH3
2-丁炔
CH3 CH2=C-CH3
2－甲基丙烯 （异丁烯）
顺-2-丁烯
反-2-丁烯
I
I I(A)
I I(B)
I I I
例2 戊炔有3种异构体，戊烯有6种异构体：
(2) 烯烃和炔烃的命名
(甲 ) 衍生物命名法 衍生物命名法只适用于简单的烯烃和炔烃。 烯烃以乙烯为母体，炔烃以乙炔为母体。将其 它的烯、炔看作乙烯或乙炔的衍生物。例：
(CH 3)2CH=CH 2 不对称二甲基乙烯 CH3CH2C CCH 3 甲基乙基乙炔 CH3-CH=CH-CH 2CH3 对称甲基乙基乙烯 CH2=CH-C CH 乙烯基乙炔