有机化学 课程教案

有机化学课程教案编写日期：2008年 2月17日 - 3月8日章、节名称第三章不饱和烃：烯烃和炔烃

授课学时 6

目的要求

l、掌握sp2和sp杂化碳原子的特点、形成π键的条件以及π键的特性，定性理解乙烯的分子轨道。

2、掌握烯烃、炔烃的同分异构现象和系统命名方法以及次序规则的要点，并能用Z、E标记法标记顺反异构体的构型。

3、掌握烯烃加卤化氢、加硫酸、加水、加次卤酸、加卤素、硼氢化反应以及亲电加成反应的历程；掌握Markovnikov规则，运用Markovnikov规则判断不对称烯烃的加成方向。

5、理解根据带电体系的稳定性随着所带电荷的分散而增大的原理来判断碳正离子的稳定性，并能够运用烷基的电子效应(诱导效应)和碳正离子的稳定性来解释Markovnikov规则。

6、掌握不对称烯烃与溴化氢在过氧化物存在时所表现的过氧化物效应现象即加成产物反Markovnikov规则，并能用游离基加成反应历程解释其原因。

重点：

1、乙烯、乙炔的结构、sp2杂化、sp杂化；

2、烯烃的顺反异构及Z/E标记法；

3、烯烃及炔烃的亲电加成反应，马氏规则；

4、烯烃的自由基加成、自由基取代、硼氢化反应、氧化反应。

5、炔氢的弱酸性。

难点：

1、碳原子的sp2杂化，π键的特征；

2、亲电试剂、亲电加成反应的概念，亲电加成反应的机理；

3、亲电加成反应的取向与正碳离子的稳定性，Markovnikov规则的理论解释；

教学组织

教学方法：课堂教学采用多媒体教学，ppt、三维立体动画相结合。作业：P112 二、四、六、七、八、十一、十二(3、5、6)、十三(2、

3)、十六、十八、二十；

参考书目文献：

1、中国化学会，有机化学命名原则，1980. 北京：科学出版社，1983

2、汪巩主编，有机化合物的命名，北京：高等教育出版社，1983

3、张明哲编，有机化学命名浅谈，北京：高等教育出版社，1983

4、高鸿宾主编，有机化学(第三版)，北京：高等教育出版社，1999.40~82

5、徐寿昌主编，有机化学(第二版)，北京：高等教育出版社，1993.41~64，65~74

6、莫里森RT，博伊德RN著，有机化学上册. 第2版. 复旦大学化学系有化学教研室译，北京：科学出版社，1992.219~328，470~484

7、Carey F A. Organic Chemistry. 4nd ed. New：McGraw-Hill, Inc, 2000. 167~258，339~364

8、邢其毅等，基础有机化学上册. 第2版. 北京：高等教育出版社，1993. 165~230

授课小结

授课情况正常。

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：

名称 通式 官能团 化合物举例 烯烃 C n H 2n C=C CH 2=CH 2、CH 3CH=CH 2 炔烃 C n H 2n-2 -C ≡C- CH ≡CH 、CH 3C ≡CCH 3 烯炔 C=C 和C ≡C CH 2=CH-C ≡CH

3.1 烯烃和炔烃的结构

3.1.1 烯烃的结构

实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共平面：

C

H

H H

0.1330nm

0.1076nm

116.6。121.7。

⑴ 杂化轨道理论的描述

C 2H 4中，C 采取sp 2杂化，形成三个等同的sp 2杂化轨道：

杂化

3个sp

2

杂化

sp 2杂化轨道的形状与sp 3杂化轨道大致相同，只是sp 2杂化轨道的s 成份更大些：(

动画)

sp sp

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°：

3个sp 杂化轨道

2

取最大键角为120

。

未参加杂化的p轨道

与3个sp 杂化轨道2

垂直

(动画，sp2杂化碳)

(

动画，乙烯的结构)

⑵ 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：

p(φ1)

p(φ2)

能量

ψ2=φ1-φ2

ψ1=φ1+φ2

φ1-φ2

:

有一个节面

φ1+φ

2:

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：

其它烯烃分子中的C=C ：

丙烯的结构丁烯的结构

3.1.2 炔烃的结构

以乙炔为例。

仪器测得：C 2H 2

中，四个原子共直线：

H

C

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：

杂化

2个sp

杂化

p 轨道

二个sp 杂化轨道取最大键角为180°，直线构型：

乙炔分子的σ骨架：

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：

(动画，乙炔的结构)

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：

837KJ/mol 347KJ/mol

()

H

C C

H H

3H 3347=1041x 611KJ/mol 0.108nm

C H

H 2

why?

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)

3.1.3 π键的特性

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。

3.2 烯烃和炔烃的同分异构

烯烃：C 4以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构

炔烃：C 4以上的炔烃只有碳链异构和官能团位置异构，无顺反异构。 例：丁烷只有两种异构体，丁烯有三种异构体：

CH 2=CH-CH 2-CH 3

CH 2=C-CH 3

CH 31-丁烯

顺-2-丁烯

2－甲基丙烯（异丁烯）

I

I I I

C=C

H 3C H

H

CH 3C=C

H 3C H H

CH 3

反-2-丁烯

I I(A)

I I(B)

C 4H 6： CH C-CH 2CH 3

1-丁炔

CH 3C CCH 3

2-丁炔

C 5H 8: CH CCH 2CH 2CH 3

1-戊炔

2-戊炔

CH 3C CCH 2CH 3

3-甲基-1-丁炔

CH CCHCH 3

CH 3