第三章烯烃

对于比较简单的烯烃，命名时在系统命名前面加上“顺”(cis-)或“反-”(trans-)即可。
H3C
CH3
H
H
顺-2-丁烯
cis-2-butene
H
CH3
H3C
H
反-2-丁烯
trans-2-butene
对于比较复杂的烯烃，则需要按照“顺序规则”，在系统命 名前加上Z- (同侧，顺)或E- (异侧，反) 来命名。
Hybridized orbital
2px1 2py1 2pz excitation
2s2
Ground state
2px1 2py1 2pz1
2pz1
hybridization
sp2 sp2 sp2
2s1
Excited state
hybridized state
Three hybridized orbital with same energy state formed
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
sp2 杂化轨道的形状(与sp3 杂化轨道比较)：
sp3 hybridized C
sp2 hybridized C
两者比较： 都是不对称轨道； sp2较sp3更不对称； sp2为平面结构，sp3为四面体结构。
大头更大，小头更小
1
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
乙烯(ethylene)的结构
分子式：C2H4 H2C CH2 键长与键角(乙烯与丙烯)：
比较两者结构的不同
0.108nm H 121.7°
H
117°
H
0.109nm
121.5°
117°
H
0.109nm
124.3°
甲烷中C—H为0.110nm ？？？
H 0.133nm H
§§33--22 烯烯烃烃的的同同分分异异构构及及命命名名
烯烃的同分异构现象
通式：CnH2n 异构种类：
碳干异构：相同碳原子的烯烃与环烷烃互为异构体 官能团位置异构：双键位置不同而产生的异构 顺反异构：由于π键的不可旋转型而产生的异构
烯烃的同分异构现象
碳干异构
CH2 CH CH2 CH3
1-丁烯 1-butene CH3 CH CH CH2 CH3
反-2-丁烯 trans-2-butene
顺反异构(cis-trans-isomerism)
产生条件：
分子中需有限制旋转的因素； 双键两端的每个碳原子上必须连有两个不同的基团。
ac
bd
当a≠b或c≠d 时，具有顺反异构体； 当a = b或c = d 时，没有顺反异构体； a和c, b和d之间的关系无影响。
3,5-dimethyl-2-hexene
普通烯烃的命名
1
C7 H3
2
CH 6
3
CH 5
4
CH 4
5
CH3 2
CH3
CH3
6
7
C 2
CH1 3
CH3
4,6,6-三甲基-2-庚烯 (代数和18)
2,2,4-三甲基-5-庚烯 (代数和13)
2,2,4-trimethyl-5-heptene
3
烯烃顺反异构体的命名
2-戊烯 2-pentene
CH2
C CH3 CH3
2-甲基丙烯(或异丁烯)
2-methylpropene (isobutene)
CH3 CH C CH3 CH3
2-甲基-2-丁烯
2-methyl-2-butene
2
烯烃的同分异构现象 官能团位置异构
CH2 CH CH2 CH3 1-butene
CH3 CH CH CH3 2-butene
H3C H
CH3 CH2CH3
(E)-3-甲基-2-戊烯
(E)-3-methyl-2-pentene
CH3 CH3CH2C CH2
2-methyl-1-butene
CH3 CH3CH C CH3
2-methyl-2-butene
ห้องสมุดไป่ตู้
CH2
CH3 CHCH CH3
3-methyl-1-butene
烯烃的同分异构现象 顺反异构(cis-trans-isomerism)
产生原因：双键的不可旋转性
顺-2-丁烯 cis-2-butene
第三章 烯烃
Chapter Three
Alkenes
学习要求
1. 掌握sp2杂化，π键以及σ键与π键的异同。 2. 掌握烯烃的命名法(特别是Z/E标记法) 。 3. 掌握烯烃的化学性质：氢化反应、亲电加成反应，马氏规则，硼氢化-
氧化反应、氧化反应、臭氧化反应、聚合反应。 4. 掌握碳正离子的结构及其稳定性。 5. 掌握烯烃亲电加成反应的历程。 6. 掌握α-氢原子的活性和丙稀的游离基反应。 7. 理解烯烃的物理性质 8. 了解烯烃的重要代表物：乙烯及丙稀，乙烯型氢、烯丙基氢。 9. 了解石油化工过程。 10.了解Ziegler-Natta催化剂。 11. 掌握烯烃的制备方法。
0.150nm
H 0.134nm CH3
ethylene
为何比C—C短？
propylene
乙烷中C—C为0.154nm ？？？
分子的空间构型：平面结构
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
分子模型示意图：
凯库勒模型 球棍模型
司陶特模型 比例模型
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
sp2 杂化：
Left p orbital
烯烃顺反异构体的命名
a
c
b
d
当a>b, c>d时，为(Z)式构型(较优基团在双键同侧)； 当a>b, c<d时，为(E)式构型(较优基团在双键异侧)；
烯烃顺反异构体的命名
H CH3
CH3 CH2CH3
(Z)-3-甲基-2-戊烯
(Z)-3-methyl-2-pentene
cis-3-methyl-2-pentene
§§33--22 烯烯烃烃的的同同分分异异构构及及命命名名
普通烯烃的命名原则
选择含有双键的最长碳链作为主链； 从靠近双键的一端给主链碳原子编号(注意：保证双键位 次和取代基位次的代数和最小!)； 其他命名原则同烷烃的命名。
普通烯烃的命名
1
CH3
2
3
4
CH C CH2
CH3
5
6
CH CH3
CH3
3,5-二甲基-2-己烯
sp2 杂化轨道的空间构型：
120°
C
120°
120°
sp2 杂化轨道与p轨道的关系：
C
平面结构 互成120°夹角
互相互垂相垂直直
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
乙烯分子的形成：
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
乙烯分子中的σ键和π键：
§§33--11 烯烯烃烃的的结结构构
π键的特点
“肩靠肩”重叠； 电子云对称分布，旋转受阻； 电子云重叠程度不如σ键； 键能比σ键低； 电子云流动性较大，易受亲电试剂进攻； 导致双键键能变大； 导致双键键长变短。