第10章 醛 和 酮（课件）-《有机化学》同步教学（国防大学出版社）

有机化学 第10章 醛 和 酮 10.2 醛和酮的结构 10.1 醛和酮的分类及命名 10.4 醛和酮的化学性质 10.3 醛和酮的物理性质 10.5 重要的醛和酮 10.1 醛和酮的分类及命名 醛和酮的分类 10.1.1 ①根据与羰基相连的烃基是否含有不饱和键，可将醛、酮分为饱和醛、酮和不饱和醛、酮。例如： 10.1 醛和酮的分类及命名 ②根据醛、酮分子中烃基的种类不同，将醛、酮分为脂肪族醛、酮和芳香族醛、酮。例如： 10.1 醛和酮的分类及命名 ③根据醛、酮分子中羰基的数目不同，将醛、酮分为一元醛、酮和多元醛、酮。例如： 10.1 醛和酮的分类及命名 醛和酮的命名 10.1.2 醛、酮的命名主要采用系统命名法。选择含有羰基的最长碳链为主链，从羰基一端或靠近羰基的一端开始编号，在酮的名称中应标明羰基的位次。例如： 10.1 醛和酮的分类及命名 含有芳基的醛和酮，总是把芳基视为取代基。例如： 碳原子的位置有时也用希腊字母表示。与羰基直接相连的碳原子，称为α-碳原子，其次是β-、γ-碳原子，依次标出。 10.1 醛和酮的分类及命名 多元醛、酮也同样选择含羰基的最长碳链为主链，使羰基编号处在最小数字位上，并用一、二、三等数字标出羰基的数目。 10.1 醛和酮的分类及命名 命名下列化合物: 思考题10-1 10.2 醛和酮的结构 醛、酮分子中羰基碳原子和氧原子都采取sp2杂化状态，在醛分子中羰基碳原子以一个sp2杂化轨道与氧原子的sp2杂化轨道“头碰头”重叠成σ键，羰基碳原子的另外两个sp2杂化轨道分别与另外一个碳原子的sp3杂化轨道和一个氢原子的s轨道重叠成另外两个σ键，形成的这三个σ键在同一个平面上，另外碳原子和氧原子都各剩有一个垂直于该平面的p轨道，这两个p轨道相互平行，从侧面重叠成π键。酮分子的结构与醛的结构的主要区别在于形成的三个σ键与醛分子不同，酮分子中sp2杂化的碳原子除了与氧原子形成一个σ键外，另外两个σ键是由羰基碳原子的sp2杂化轨道与另外两个碳原子的sp3杂化轨道重叠形成的。醛和酮分子中的碳氧双键与烯烃相似，都是由一个σ键和一个π键组成。羰基碳原子及与其相连的三个原子或基团处于同一平面内，相互间的键角约为120°，而π键是垂直于这个平面的。甲醛及其分子中所含羰基结构如图10-1所示。 10.2 醛和酮的结构 图10-1 甲醛及其分子中所含羰基结构示意图 10.2 醛和酮的结构 在羰基中，由于氧原子的电负性大于碳原子，所以羰基中双键的电子是偏向氧原子一方的，这种电子偏移导致了羰基具有极性，碳原子带有部分正电荷，有利于亲电试剂的进攻；而氧原子带有部分负电荷。 羰基是吸电子基，与羰基直接相连的烷基显示出明显的供电效应，烷基的这种给电子作用使羰基碳原子上的缺电子性质有所减弱，也使羰基化合物的稳定性有所增强。 芳香族醛、酮的芳环的闭合大π键与羰基的π键之间相互作用，在化学性质上表现出羰基的化学活性下降，而且环上的亲电取代反应活性也减弱。 10.3 醛和酮的物理性质 状态 1. 常温下，除甲醛为气体外，C12以下的醛、酮为液体，更高碳数的醛、酮为固态。 10.3 醛和酮的物理性质 沸点 2. 由于醛、酮是极性分子，所以它们的沸点比相对分子质量相近的烃类和醚要高很多，但由于醛、酮分子间不能形成氢键，沸点比相应的醇要低。 10.3 醛和酮的物理性质 溶解性 3. 甲醛、乙醛、丙醛等小分子羰基化合物在水中的溶解性非常好，这是因为它们与水能形成氢键。随着醛、酮分子中碳原子数目的增加，它们在水中的溶解度则越来越小。 部分一元醛、酮的物理常数见表10-1。 10.3 醛和酮的物理性质 表10-1 部分一元醛、酮的物理常数 10.3 醛和酮的物理性质 气味 4. 低级的醛有刺鼻气味；C6～C14的醛类，尤其是芳香醛具有花果香型的气味，可以用于香料的配制；C7～C13的酮类多数具有特定的清香味道，可用于各种高级香料的配制。C14～C19的脂环酮类则是麝香香料的香气成分。 10.4 醛和酮的化学性质 醛和酮的化学性质相似，这是因为醛、酮分子中的官能团都是羰基，而醛和酮的化学性质主要表现在羰基上及与羰基直接相连的α氢原子上。但是由于醛和酮结构上的差别，因此在化学性质上也有不同之处。 醛、酮的反应与结构关系可描述如下： 10.4 醛和酮的化学性质 与氢氰酸的加成 1. 羰基的加成反应 10.4.1 氢氰酸可以与醛、酮的羰基发生亲核加成反应，生成α氰醇，也称α-羟基腈。