第三章 不饱和烃

C C
837 0.120
347 0.154
以上数据表明：碳碳双键和碳碳三键都不是由两个或三个 σ加和而成的。
（1）碳原子轨道的sp 杂化 1个sp 杂化轨道 = 1/3 s + 2/3 p
2
2
sp
2
余下一个未参与杂化的p轨道，垂直与三个杂 化轨道对称轴所在的平面。
（2）碳碳双键的组成
以乙烯分子为例：
第三章
不 饱 和 烃
定义：分子中含有碳碳双键（C=C）或/和碳 碳三键（C≡C）的烃称为不饱和烃。 不饱和烃包括开链不饱和烃和环状不 饱和烃，其中最重要的是烯烃、炔烃和二 烯烃。例如：丙烯、乙炔、丁二烯。
分子中只含有一个碳碳双键（C=C）的 不饱和烃称为（单）烯烃 。 烯烃的通式为 CnH2n 。其中 n 表示碳原 子数目；官能团为碳碳双键（C=C）；同分 异构体为环烷烃。 分子中含有一个碳碳三键（ C≡C ）的不 饱和烃称为炔烃。其通式为 CnH2n-2 ， n 表示 碳原子数目；官能团为碳碳三键（C≡C）。
烯烃和炔烃概述
(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) 烯烃和炔烃的物理性质
(五) 烯烃和炔烃的化学性质
(六) 烯烃和缺烃的工业来源和制法
(一)烯烃和炔烃的结构
主要指碳碳双键和碳碳三键的结构。
C C
键能 / kJ · mol 键长 / nm
-1
C C
611 0.134
5- 十一碳烯
1- 十三碳炔
CH3(CH2)10CH3
十二烷
通常将碳碳双键处于端位的烯烃, 统称α- 烯烃。碳碳三键 处于端位的炔烃，一般称为端位炔烃。
CH2
1
CH
2
CH
3
CH
4
CH2 CH3
CH3
CH3
CH CH3
CH
5 6
CH3
5--甲基--4--乙基--3--异丙基--1--己烯
或(官能团在1位可以省略)
5--甲基--4--乙基--3--异丙基己烯
CH3 CH3 1 CH 2 C 3 C 4
CH2 6 CH 5
CH3 7 CH3
2,5--二甲基--3--庚炔
[衍生物命名法: 异丙基仲丁基乙炔]
(3) 烯烃顺反异构体的命名 (甲)顺反命名法
H3C H C C CH2CH3 H H C C H3C CH2CH3 H
C(CH3)3 > CH2 Cl > CH(CH3)2 > CH2 OH > CH2CH3 > CH3 CH2 NH2
(c) 当基团含有双键和三键时, 可以认为双键和三键 原子连接着两个或三个相同的原子。
H (C) CH CH2 相当于 C C H (C) H ( )H H C (C) (C) H 相当于 (C) (C) H H (C) (C) (C) C CH 相当于 C C H (C) (C)
（5）碳碳三键的组成
乙炔分子的σ键
乙炔分子中π键的形成
（二）烯烃和炔烃的同分异构
含有四个或四个以上碳原子的烯烃和炔烃不仅存 在碳架异构还存在官能团位次异构。
CH3CH2CH CH2
1-丁烯
CH3
CH3 C CH2
CH3CH CHCH3
2-甲基丙烯 2-丁烯 (异丙烯) CH3 CH3CH2CH2C CH CH3 CH C CH CH3CH2C CCH3 1-戊炔 3-甲基-1-丁炔 2-戊炔
顺 - 2 - 戊烯
反 - 2- 戊烯
但当两个双键碳原子所连接的四个原子或基团 都不相同时, 则难用顺反命名法命名。
H C C CH3 CH2CH2CH3 CH3 CH2CH3 CH3CH2 C C CH(CH3)2 CH2CH2CH3
(乙) Z , E － 命名法
次序规则： (a) 与双键碳原子直接相连的原子按原子序数大小排 列, 大者 “较优”。 I > Br > Cl > S > O > N > C > D > H > : (b) 如与双键碳原子直接相连的原子的原子序数相同, 则需再比较由该原子外推至相邻的第二个原子的原 子序数，如仍相同，继续外推，直到比较出 “较优” 基团为止。
当烯烃的两个双键碳原子各连有不同取代基时, 会产生顺反异构。
CH3 CH3
H C C H
CH3 H
H C C CH3
顺- 2 -丁烯
反- 2 -丁烯
单纯炔烃不存在顺反异构现象。
（三）烯烃和炔烃的命名
(1) 烯基和炔基
CH2 CH CH3 CH CH CH2 CH CH2
乙烯基
CH2 C CH3
丙烯基 1-丙烯基
乙烯分子中的σ键
乙烯分子中的π键
（3）π键的特征
1. π键键能较σ键低，不稳定，易打开；具有较 的化学活性。 2. 碳碳双键不能以σ键为轴自由旋转。
大
（4）碳原子轨道的 sp 杂化 1sp 杂化轨道 = 1/2 s + 1/2p
一个sp 杂化轨道
二个sp 杂化轨道
未参与杂化的两个p轨道的对称轴互相垂直且都垂 直于sp杂化轨道对称轴所在直线。
CH2CH3 CH3
(E) - 3- 甲基 - 2- 戊烯
(Z) - 3- 甲基 - 2- 戊烯
顺和Z、反和E 没有对应关系！
(4) 烯炔的命名
CH3CH CH C CH
3-戊烯 - 1-炔
CH3C CCHCH2CH CH2 C2H5 4- 乙基 -1-庚烯 -5-炔
CH C
烯丙基 2-丙烯基
CH C CH2
异丙烯基 1-甲基乙烯基
乙炔基
炔丙基 2-丙炔基
CH3 C C
丙炔基 1-丙炔基
CH CH
Leabharlann Baidu1,2-亚乙烯基
(2) 烯烃和炔烃的命名
CH2 C CH2CH3 CH3 CH2CH2CH3 CH3 C CH CHCH3 CH3 CH2CH3 CH3CH C CH2 CH2CH2CH3
(N ) (C) C N 相当于 C N (N) (C)
优先顺序：
C N > > C CH > CH CH2
Z,E — 命名法：依据次序规则比较出两个双键碳原子所 连接取代基优先次序。当较优基团处于双键的同侧时， 称 Z 式；处于异侧时，称 E 式。
H C C H3C
CH2CH3 CH3
H3C C C H
2-乙基-1-戊烯
4,4-二甲基-2-戊烯
3-甲基-2-乙基 -1-己烯
CH3CHCH2C CH CH3CHC CCHCH3 CH3CHCH2C CCH3 CH3 CH3 CH3 CH3
4-甲基-1-戊炔
2,5-二甲基-3-己炔
5-甲基-2-己炔
CH3(CH2)3CH CH(CH2)4CH3 CH3(CH2)10C CH