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1、第三章不飽和烴烯烴(alkene)炔烴(alkyne)二烯烴(diene)1、乙烯的結構SP2雜化1個S軌道與2個P軌道混合形成三個能量等同新軌道的過程。H2C=CH22S22P23個SP2雜化軌道P軌道SP2雜化軌道SP3雜化軌道Ⅰ烯烴一、結構、異構和命名乙烯分子為平面型,鍵角接近于120°,C=C的鍵長為0.134nm,C=C的鍵能為610kJ/mol。兩倍C-C的鍵能為691.2kJ/mol。乙烯結構未雜化的P軌道垂直于3個SP2雜化軌道所在的平面,兩個P軌道平行重疊形成π鍵。3個SP2雜化軌道烯烴結構特點:(1)C=C(
2、π,σ鍵);(2)5個σ鍵在同一個平面上,平面分子;(3)C=C不能自由旋轉,順反異構;(4)π電子云分布在面的上下方,流動性大。π鍵的特點:不能旋轉,有較大的流動性,易發(fā)生極化,鍵能較小。因此,與σ鍵相比,π鍵表現(xiàn)較大的化學活性。2.異構碳架異構官能團異構CCCH3CH3HHCCHCH3CH3H沸點4℃1℃構造異構立體異構順反異構構象異構旋光異構當兩個雙鍵碳均帶有不同的基團就可產(chǎn)生順反異構順反異構由于環(huán)或雙鍵不能自由旋轉,致使環(huán)上或雙鍵的兩個基團處于同側或異側產(chǎn)生的異構現(xiàn)象3.命名(1)普通命名法(與烷烴相似)CH3CH=CH
3、2丙烯(CH3)2C=CH2異丁烯CH3CH2CH2CH=CH2戊烯普通命名法僅適應于碳數(shù)少的烯烴(2)系統(tǒng)命名法1)選擇含雙鍵最長的碳鏈為主鏈;2)近雙鍵端開始編號;3)將雙鍵位號寫在母體名稱之前。3-乙基-1-己烯4-乙基環(huán)己烯順反異構體的命名和Z、E標記法順式:雙鍵碳原子上兩個相同的原子或基團處于雙鍵同側反式:雙鍵碳原子上兩個相同的原子或基團處于雙鍵反側Z式:雙鍵碳原子上兩個較優(yōu)基團或原子處于雙鍵同側E式:雙鍵碳原子上兩個較優(yōu)基團或原子處于雙鍵異側(Z)-3-甲基-2-戊烯(E)-3-甲基-4-異丙基-3-庚烯烯基——烯烴
4、去掉一個氫原子的部分CH2=CH—CH3CH=CH—CH2=CHCH2—乙烯基丙烯基烯丙基順反和Z、E標記法的關系:兩種不同的命名方法,Z、E式分別有可能是順,也有可能是反二、物理性質(zhì)順反異構之間差異1.偶極矩CCCH3CH3HHCCHCH3CH3H?=0.33D(bp3.7oC)?=0(bp0.9oC))原因:電負性C(sp2)>C(sp3)(電負性s>sp>sp2>sp3)2.沸點和熔點異構體碳鏈:支鏈小于直鏈順反異構:沸點順>反(極性大)熔點反>順(對稱性高)3.異構體的相對穩(wěn)定性氫化熱/kJ?mol-11191141、加
5、成反應2、氧化反應3、聚合反應4、α-H的取代反應三、化學反應1、加成反應π電子的流動性,與缺電子試劑進行親電加成。a.與鹵素加成(Cl2,Br2)*反應機理CCBr2slowCCBr++Br-+step1step2CCBr++Br-fastCCBrBr速控步反式加成鑒別不飽和鍵*反應的特點?加成是親電的:烷基是給電子基雙鍵上電子云密度增大,反應速率加快。?反式加成?反應分步進行b.與鹵化氫加成加成活性:底物同前述;鹵化氫HI>HBr>HCl反應是親電的(1)反應機理C=C+H-Xδ+δ-C-CH++X-慢快反應分兩步進行:第一
6、步形成碳正離子,是決定反應速度的;第二步正負離子結合為鹵代烴。(2)立體化學反式加成(3)加成的區(qū)域選擇性Markovnikov(馬氏)規(guī)律在不對稱烯烴的加成中,氫總是加到含氫較多的雙鍵碳原子上。加成取向與中間體碳正離子穩(wěn)定性有關。叔碳離子較穩(wěn)定易形成,故遵循馬氏規(guī)律碳正離子的穩(wěn)定性含6個電子、帶正電荷的烴基。帶正電荷的碳sp2雜化;平面型結構;鍵角120o。碳正離子穩(wěn)定性次序:3oC+>2oC+>1oC+>CH3+兩種情形:?給電子基,使正電荷分散,碳正離子穩(wěn)定;吸電子基,使正電荷更集中,碳正離子不穩(wěn)定.電負性方面R為給電子基
7、C-Hσ電子的離域對碳正離子穩(wěn)定性的影響C-Hσ軌道與相鄰原子上的P軌道重疊,使正電荷穩(wěn)定。σ-P超共軛超共軛效應大小,與P軌道或π軌道相鄰的C-H鍵多少有關。?-C-H鍵數(shù)目愈多,超共軛效應愈大。超共軛σ-p超共軛:C-Hσ鍵與相鄰原子上的P軌道之間的電子離域。σ-π超共軛:C-Hσ鍵與相鄰π軌道之間的電子離域。CH3-CHCH2CCCHHHHHHHCCHCH2HH雙鍵碳上烷基越多的烯烴越穩(wěn)定:R2C=CR2>R2C=CHR>R2C=CH2>RCH=CHR>RCH=CH2>CH2=CH2c.與水加成(水合)在硫酸、磷酸等催化,
8、烯烴與水直接加成生成醇。馬氏加成反應機理d.與硫酸加成硫酸氫酯,溶于濃硫酸特點:(a)馬氏加成(b)可用于提純(c)制備醇的方法舉例:烷烴或鹵代烴中含有烯烴的提純方法粗品濃硫酸上層:烷烴下層:硫酸(回收)上層液水洗干燥蒸餾純品烯烴與溴或氯的水溶液(X2/H2O)