第三章 烯烃
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3.掌握烯烃的重要反应(加成反应、氧化反应、 α-H的反应)。
4.掌握烯烃的亲电加成反应历程,马氏规则和 过氧化物效应。
分子内含有碳碳双键(C=C)的烃,称为 烯烃(有单烯烃,二烯烃,多烯烃)
作业:作业(P63)
2、(3、5、7) 3、(2、6、8)、5、6、9 (3) 10、 (3、4) 12、14、15。
2-甲基丙烯(异丁烯)
CH3
1. 烯烃系统命名法 烯烃系统命名法,基本和烷烃的相似。其要点是: (1)选择含碳碳双键的最长碳链为主链(母体); (2)碳链编号时,应从靠近双键的一端开始; (3)烯前要冠以官能团位置的数字(编号最小); (4)其它同烷烃的命名规则.
CH2=C-CH2-CH3
主链选择
a
C b
a C
b
a
C b
a C
d
a
a
CC
a
b
a
d
C b
C d
有顺反异构的类型
无顺反异构的类型
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.
Z、E命名法(顺序规则法) 一个化合物的构型是Z型还是E型,要由“顺序
烯烃--分子中有一个碳碳双键的开链不饱和烃. •烯烃的通式--CnH2n
>C=C< 是烯烃的官能团.
3.1 烯烃的构造异构和命名
•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
第三章
烯烃
3.1 烯烃的构造异构和命名 3.2 烯烃的结构 3.3 E-Z标记法——次序规
则 3.4 烯烃的来源和制法 3.5 烯烃的物理性质 3.6 烯烃的化学性质 3.7 重要的烯烃
学习要求
1.掌握sp2杂化的特点,形成π键的条件以及π键 的特性。
2.握烯烃的命名方法,了解次序规则的要点及 Z / E命名法。
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.
3.2 烯烃的结构 3.2.1 乙烯的结构 (1)乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面.
•双键上的碳采取 sp2杂化,形成处于同一平面上的 三个 sp2 杂化轨道
例如:
H
H
C=C
H3C
CH3
顺丁烯
bp 3.7 ℃
H
CH3
C=C
H3C
H
反丁烯 bp0.88 ℃
源自文库
顺反异构体 构型异构
(立体异构体)
这种由于组成双键的两个碳原子上连接的 基团在空间的位置不同而形成的构型不同 的现象称为顺反异构相现象。
顺反异构现象(立体异构现象)
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;
发生反应。 不能独立存在。
•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(+)攻击,所以双键有亲核性 (-).
3.2.2 顺反异构现象(立体异构现象)
•由于双键不能自由旋转,而双键碳上所连接 的四个原子或原子团是处在同一平面的,当双 键的两个碳原子各连接两个不同的原子或原子 团时,就能产生顺反异构体。若要改变顺反异 构现象需要有键的断裂和重组。
CC
CCC C
-CH=CH2 相当于-CH-CH2 ,-CC 相当于 -C - CH
Z/E命名法:
如果两个优先基团处于双键的同侧,称为“Z”式结构, 处于异侧的称为“E”式结构。
CH3 C
H
C2H5 C
CH3
(Z)-3-甲基-2-戊烯
CH3 C
CH3CH2
CH2CH2CH3 C
现代物理方法证明:乙烯分之的所有原子在同一平面上,
其结构如下:
121.7°
H
H 0.108nm
117° C C
H
H
0.133nm
(2) sp2杂化轨道
杂化轨道理论认为,碳原子在形成双键时是以另外一种轨 道杂化方式进行的,这种杂化称为sp2杂化。
2p
2s 激发态
sp2 杂化
2p
sp2 sp2 sp2 杂化态
(1)
X
CH2-CH2-CH3
(2) X (3)
2-乙基-1-戊烯
1
23 4
56
CH3-C=CH-CH2-CH-CH3
6
43
21
CH3
CH3
编号正确 编号错误
2,5-二甲基-2-己烯
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
乙烯分子的形成
其它烯烃的双键,也都是由一个σ键 和一个π键组成的。 π键键能 = 双键键能 — 碳碳单键键能
= 610KJ / mol – 346 = 264.4KJ / mol
π键的特点
不如σ键牢固(因p轨道是侧面重叠的)。 不能自由旋转(π键没有轨道轴的重叠)。 电子云沿键轴上下分布,不集中,易极化,
(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
-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:
规则”来决定 。 Z、E命名法的具体内容是:分别比较两个双键碳
原子上的取代基团按“顺序规则”排出的先后顺序 ,如果两个双键碳上排列顺序在前的基团位于双键 的同侧,则为Z构型,反之为E构型。
Z是德文 Zusammen 的字头,是同一侧的意思。 E是德文 Entgegen 的字头,是相反的意思。
•E-Z标记法—次序规则
121.7o
0.109nm 124.3o
117o H C H
H C
H
0.108nm
H C
H
CH3 C
0.150nm
H
0.133nm
121.5o 0.134nm
乙烯
丙烯
由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍,说明碳
碳双键不是由两个碳碳单键构成的。事实说明碳碳双键是由 一个键和一个键构成的。
双键( C=C) = σ键 + π键
4.掌握烯烃的亲电加成反应历程,马氏规则和 过氧化物效应。
分子内含有碳碳双键(C=C)的烃,称为 烯烃(有单烯烃,二烯烃,多烯烃)
作业:作业(P63)
2、(3、5、7) 3、(2、6、8)、5、6、9 (3) 10、 (3、4) 12、14、15。
2-甲基丙烯(异丁烯)
CH3
1. 烯烃系统命名法 烯烃系统命名法,基本和烷烃的相似。其要点是: (1)选择含碳碳双键的最长碳链为主链(母体); (2)碳链编号时,应从靠近双键的一端开始; (3)烯前要冠以官能团位置的数字(编号最小); (4)其它同烷烃的命名规则.
CH2=C-CH2-CH3
主链选择
a
C b
a C
b
a
C b
a C
d
a
a
CC
a
b
a
d
C b
C d
有顺反异构的类型
无顺反异构的类型
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.
Z、E命名法(顺序规则法) 一个化合物的构型是Z型还是E型,要由“顺序
烯烃--分子中有一个碳碳双键的开链不饱和烃. •烯烃的通式--CnH2n
>C=C< 是烯烃的官能团.
3.1 烯烃的构造异构和命名
•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
第三章
烯烃
3.1 烯烃的构造异构和命名 3.2 烯烃的结构 3.3 E-Z标记法——次序规
则 3.4 烯烃的来源和制法 3.5 烯烃的物理性质 3.6 烯烃的化学性质 3.7 重要的烯烃
学习要求
1.掌握sp2杂化的特点,形成π键的条件以及π键 的特性。
2.握烯烃的命名方法,了解次序规则的要点及 Z / E命名法。
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.
3.2 烯烃的结构 3.2.1 乙烯的结构 (1)乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面.
•双键上的碳采取 sp2杂化,形成处于同一平面上的 三个 sp2 杂化轨道
例如:
H
H
C=C
H3C
CH3
顺丁烯
bp 3.7 ℃
H
CH3
C=C
H3C
H
反丁烯 bp0.88 ℃
源自文库
顺反异构体 构型异构
(立体异构体)
这种由于组成双键的两个碳原子上连接的 基团在空间的位置不同而形成的构型不同 的现象称为顺反异构相现象。
顺反异构现象(立体异构现象)
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;
发生反应。 不能独立存在。
•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(+)攻击,所以双键有亲核性 (-).
3.2.2 顺反异构现象(立体异构现象)
•由于双键不能自由旋转,而双键碳上所连接 的四个原子或原子团是处在同一平面的,当双 键的两个碳原子各连接两个不同的原子或原子 团时,就能产生顺反异构体。若要改变顺反异 构现象需要有键的断裂和重组。
CC
CCC C
-CH=CH2 相当于-CH-CH2 ,-CC 相当于 -C - CH
Z/E命名法:
如果两个优先基团处于双键的同侧,称为“Z”式结构, 处于异侧的称为“E”式结构。
CH3 C
H
C2H5 C
CH3
(Z)-3-甲基-2-戊烯
CH3 C
CH3CH2
CH2CH2CH3 C
现代物理方法证明:乙烯分之的所有原子在同一平面上,
其结构如下:
121.7°
H
H 0.108nm
117° C C
H
H
0.133nm
(2) sp2杂化轨道
杂化轨道理论认为,碳原子在形成双键时是以另外一种轨 道杂化方式进行的,这种杂化称为sp2杂化。
2p
2s 激发态
sp2 杂化
2p
sp2 sp2 sp2 杂化态
(1)
X
CH2-CH2-CH3
(2) X (3)
2-乙基-1-戊烯
1
23 4
56
CH3-C=CH-CH2-CH-CH3
6
43
21
CH3
CH3
编号正确 编号错误
2,5-二甲基-2-己烯
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
乙烯分子的形成
其它烯烃的双键,也都是由一个σ键 和一个π键组成的。 π键键能 = 双键键能 — 碳碳单键键能
= 610KJ / mol – 346 = 264.4KJ / mol
π键的特点
不如σ键牢固(因p轨道是侧面重叠的)。 不能自由旋转(π键没有轨道轴的重叠)。 电子云沿键轴上下分布,不集中,易极化,
(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
-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:
规则”来决定 。 Z、E命名法的具体内容是:分别比较两个双键碳
原子上的取代基团按“顺序规则”排出的先后顺序 ,如果两个双键碳上排列顺序在前的基团位于双键 的同侧,则为Z构型,反之为E构型。
Z是德文 Zusammen 的字头,是同一侧的意思。 E是德文 Entgegen 的字头,是相反的意思。
•E-Z标记法—次序规则
121.7o
0.109nm 124.3o
117o H C H
H C
H
0.108nm
H C
H
CH3 C
0.150nm
H
0.133nm
121.5o 0.134nm
乙烯
丙烯
由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍,说明碳
碳双键不是由两个碳碳单键构成的。事实说明碳碳双键是由 一个键和一个键构成的。
双键( C=C) = σ键 + π键