第三章 烯烃、炔烃 02（课件）《有机化学》同步教学（化工版）

第三章 烯烃、炔烃 目录 3.1 烯烃、炔烃的结构 3.2 烯烃、炔烃的异构和命名 3.3 烯烃、炔烃的物理性质 3.4 烯烃的化学性质 3.5 炔烃的化学性质 3.6 烯烃、炔烃的来源和制备 3.3 烯烃、炔烃的物理性质 物理性质 烯烃、炔烃的物理性质相似，都是无色的物质。 常温时，C2～C4烯烃、炔烃都是气体，C5以上的烯、炔都是液体，高级烯、炔是固体。 它们的物理常数也都随着相对分子质量的增加而表现出规律性的变化。 简单的烯烃、炔烃的沸点、熔点、密度都比相应的烷烃高一些，炔烃比烯烃高一些。 烯、炔都不溶于水，都溶于苯、四氯化碳和乙醚等非极性和极性很弱的有机溶剂。 一些常见的烯烃、炔烃的物理常数如表3-1和3-2所示。 由表3-1可以看出，对于碳数相同的烯烃的顺反异构体，顺式异构体的沸点比反式异构体略高，而熔点则是反式比顺式略高。这是由于顺式异构体比反式异构体极性强，故沸点略高。而反式异构体是对称分子，它在晶格中的排列比顺式异构体较紧密。故熔点较高。例如： 顺-2-丁烯 反-2-丁烯 熔点 -139.3°C -105.5°C 沸点 3.5°C 0.9°C 3.4 烯烃的化学性质 由于烯烃分子中含有一个π键，π键比σ键易断裂，所以，烯烃的化学性质较活泼，化学反应主要发生在π键上（能起加成、氧化、聚合等反应）或受π键影响的α-碳原子上。 3.4.1 加成反应 加成反应是烯烃的典型反应，反应时π键发生断裂，两个一价的原子和原子团，分别加到双键两端的碳原子上，形成两个新的σ键，生成饱和化合物。 （一）催化加氢 常温常压下，烯烃很难同氢气发生反应，但是在Ni、Pd、Pt等金属催化剂存在下，烯烃与氢气发生加成反应，生成烷烃。 在反应过程中，烯烃和氢都被吸附在催化剂的表面上，氢分子在催化剂表面发生键的断裂生成活泼的氢原子，烯烃的π键被催化剂活化断裂，然后氢原子与双键碳原子结合生成烷烃。 烯烃的催化加氢在工业上和研究工作中都具有重要意义：①油脂氢化制硬化油、人造奶油等。②为除去粗汽油中的少量烯烃杂质，可进行催化氢化反应，将少量烯烃还原为烷烃，从而提高油品的质量。③用于烯烃的分析测定，应为催化加氢是定量进行的，可以根据氢气的吸收量来计算分析试样中烯烃的含量或测定烯烃分子中双键的数目。 烯烃的氢化热 工业上一般用雷尼镍（Raney Ni）作催化剂，既可在气相也可在液相进行反应，反应是放热反应。 1mol烯烃催化加氢生成烷烃时放出的热量，叫烯烃的氢化热。 氢化热越高，则原来烯烃分子的内能越高，相对来说，该烯烃的相对稳定性越低。 每个双键的氢化热大约为125 kJ•mol-1，可以通过测定不同烯烃的氢化热，比较烯烃的相对稳定性。 例如，顺-2-丁烯和反-2-丁烯氢化的产物都是丁烷， 反式（氢化热115.5 kJ•mol-1）比顺式（氢化热119.7kJ•mol-1）少放出4.2 kJ•mol-1的热量，意味着反式的内能比顺式少4.2 kJ•mol-1，所以反-2-丁烯更稳定。 （二） 亲电加成反应 由于烯烃双键的形状及其电子云分布特点，烯烃容易给出电子，因而易受到正电荷或部分带正电荷的缺电子试剂（称为亲电试剂）的进攻而发生反应。这种由亲电试剂的进攻而引起的反应称为亲电加成反应。与单烯烃发生亲电加成的试剂主要有： 卤素（Br2, Cl2）、卤化氢、硫酸及水等。 1. 与卤素加成 （1）与卤素加成 单烯烃很容易与卤素发生加成反应，生成邻二卤化物。 例如，将烯烃气体通入溴的四氯化碳溶液后，溴的红棕色马上消失，表明发生了加成反应。在实验室中，常利用这个反应来检验烯烃的存在。 活性 相同的烯烃和不同的卤素进行加成时，卤素的活性顺序为：氟>氯>溴>碘。氟与烯烃的反应太剧烈，往往使碳链断裂；碘与烯烃难于发生加成反应，所以一般所谓烯烃与卤素的加成，实际上是指加溴或加氯。 烯烃的活性顺序为： CH3)2C=CH2 > CH3CH=CHCH3 > CH3CH=CH2 > CH2=CH2 （2）卤素亲电加成的反应历程。 当把干燥的乙烯通入溴的无水四氯化碳溶液中（置于玻璃容器中）时，不易发生反应，若置于涂有石蜡的玻璃容器中时，则更难反应。但当加入一滴水时，就容易发生反应，溴水的颜色褪去。这说明溴与乙烯的加成反应是受极性物质如水、玻璃等的影响的，实际上就是乙烯双键受极性物质的影响，使π电子云发生极化。 极化了的乙烯和溴又是怎样进行反应的呢？ 实验证明