内容正文:
第三章 烃的衍生物
第一节 卤代烃
一、卤代烃
(一)定义:
烃分子中的氢原子被卤素原子取代后生成的化合物
(二)官能团:
-X(Cl、Br、I、F)
三、分类:
按烃基不同:饱和卤代烃、不饱和卤代烃、芳香卤代烃
按卤素不同:氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃
按卤素原子个数:单卤代烃、多卤代烃
(四)饱和一卤代烃的通式:
CnH2n+1X(n≥1)
(五)物理性质:
1、状态:常温下,CH3Cl、CH3Br、C2H5Cl、CH2=CHCl等少数为气态,其余为液态或固态
2、气味:具有一种不愉快气味,且蒸气有毒
3、溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂
4、沸点:
(1)对于卤素原子相同的单卤代烃,烃基碳原子数目不同时,随碳原子数目的增加,沸点逐渐升高;烃基碳原子数目相同(存在同分异构体)时,支链越多,沸点越低;比同碳原子数的烃沸点要高;
(2)烃基相同而卤素原子不同时,沸点随卤素原子的相对原子质量的增大而升高。
如沸点:
CH3I>CH3Br>CH3Cl>CH3F
5、密度:
(1)卤素原子相同时,若烃基碳原子数目不同,则随碳原子数目的增加,密度呈递减趋势;若烃基碳原子数目相同(存在同分异构体),则支链越多,密度越小;
(2)烃基相同而卤素原子不同时,密度一般随卤素原子的相对原子质量的增大而增大。分子中卤素原子个数越多,密度越大。
常见的氯乙烷的密度比水的小,溴乙烷、四氯化碳、溴苯的密度比水的大
(六)卤代烃的命名
1、选主链:选使卤原子连接在主链上的最长碳链为主链
2、编位号:从离卤原子最近的一端进行编号
3、写名称:以烷烃为母体,以卤原子为取代基写出全称
例如:
命名为:2-氯戊烷
3-甲基-2-氯戊烷
2-乙基-1,4-二氯丁烷
3-甲基-4-溴-1-丁烯
2-氯-4-溴戊烷
二、代表物——溴乙烷
(一)组成:
在卤代烃分子中,由于卤素原子的电负性比碳原子的大,使C—X的电子向卤素原子偏移,进而使碳原子带部分正电荷(δ+),卤素原子带部分负电荷(δ-),这样就形成一个极性较强的共价键:Cδ+—Xδ-。因此,卤代烃在化学反应中,C—X较易断裂,使卤素原子被其他原子或原子团所取代,生成负离子而离去。溴乙烷的官能团为碳溴键,碳溴键为极性键,易断裂。
(二)物理性质:
无色液体,沸点38.4℃,密度大于水,难溶于水,溶于多种有机溶剂,是非电解质。不能电离出溴离子
(三)化学性质:
1、取代反应(水解反应):
与NaOH水溶液反应:
CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr
△
水
→
(1)反应实质:
CH3CH2Br+H2O
CH3CH2OH+HBr
HBr+NaOH=NaBr+ H2O
总反应:CH3CH2Br+NaOH CH3CH2OH+NaBr
△
水
→
有黄色沉淀产生
(2)反应条件:
NaOH溶液:
由于水解反应是可逆反应,生成的HBr和NaOH反应,促进水解反应的程度
加热:
由于反应进行缓慢,加热可加快反应速率
(3)X-(Br-)检验:
先加稀HNO3完全中和NaOH,再加AgNO3(AgCl↓白、AgBr↓浅黄色、 AgI↓黄色)
原因:Ag++OH-=AgOH↓(白色)
2AgOH=Ag2O(褐色)+H2O
Ag2O干扰Br-的检验
2、消去反应:有机化合物在一定条件下,从一个分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HX等)而生成含不饱和键化合物的反应。
(1)举例:
CH3CH2Br+NaOH CH2=CH2↑+NaBr+H2O
乙醇
△
→
CH3CH2OH
CH2=CH2↑+H2O
(2)反应特点:
从分子中相邻的两个碳原子上脱去一个HX(或H2O)分子,有机物由饱和变成不饱和,形成碳碳双键或碳碳三键
(3)卤代烃消去反应的条件:
强碱(NaOH或KOH)、醇溶液、加热
(4)反应规律:
①没有邻位碳原子的卤代烃不能发生消去反应
②邻位碳原子上无氢原子的卤代烃不能发生消去反应
③直接连在苯环上的卤原子不能发生消去反应
例如:CH3Cl
例如:
例如:
④有两个邻位且不对称的碳原子上均有氢原子时,可
得到不同产物
⑤二元卤代烃发生消去反应可生成炔烃
例如:
+NaOH
CH2=CH-CH2-CH3+NaCl+H2O
+NaOH
CH3-CH=CH2-CH3+NaCl+H2O
例如:
CH3-CH2-CHCl2+2NaOH CH3-C≡CH+2NaCl+2H2O
(5)产物的检验:
方法一:气体→水洗→KMnO4(H+)→褪色
水洗的原因:CH2=CH2中含C2H5OH