03 第三章 烯烃和炔烃（课件）- 《有机化学》同步教学（高教版）

第三章 烯烃和炔烃 有机化学 Organic Chemistry 第三章 不饱和烃：烯烃和炔烃 3.1 烯烃和炔烃的结构 3.2 烯烃和炔烃的同分异构 3.3 烯烃和炔烃的命名 3.4 烯烃和炔烃的物理性质 3.5 烯烃和炔烃的化学性质 3.6 烯烃和炔烃的工业来源和制法 3.5.1 催化氢化反应 3.5.2 离子型加成反应 (1)经由碳正离子历程的亲电加成 (2)经由三元环状卤正离子历程的亲电加成 (3)经由三元环状正离子历程的亲核加成 (4)经由碳负离子历程的亲核加成 3.5.3 自由基加成反应 3.5.4 协同加成反应 (1) 硼氢化反应 (2) 环氧化反应 (3) 高锰酸钾氧化 (4) 臭氧化 3.5.5 催化氧化反应 3.5 烯烃和炔烃的化学性质 (I) 3.5.6 聚合反应 3.5.7 α–氢原子的反应 (1) 卤化反应 (2) 氧化反应 3.5.8 炔烃的活泼氢反应 (1) 炔氢的酸性 (2) 金属炔化物的生成及其应用 (3) 炔烃的鉴定 3.5 烯烃和炔烃的化学性质 (II) 不饱和烃 烯烃(alkenes) 炔烃(alkynes) 不饱和烃: 含有碳碳重键的化合物。 CnH2n 通式 例子 CnH2n-2 官能团 CnH2n-2 碳碳双键或碳碳三键不是由两个或三个σ 键简单加合而成 3.1 烯烃和炔烃的结构 sp2杂化轨道 p 轨道 没有参加杂化的p 轨道垂直于三个sp2杂化轨道所在的平面。 3.1.1 碳碳双键的组成 乙烯的结构 在乙烯分子中，每个碳原子都是 sp2 杂化。 C-H σ 键的形成: sp2-sp2 交盖 C-C σ 键的形成: sp2-1s 交盖 一个C-C σ 键和4个C-H σ 键共处同一平面。 π 键的形成 垂直于sp2 杂化轨道平面且相互平行的两个2p 轨道侧面交盖，组成新的分子轨道—π 轨道。 处于π 轨道上的一对自旋相反的电子—π 电子。 由此构成的共价键 ——π 键。 在π 键中，电子云分布在两个C原子sp2杂化轨道所处平面的上方和下方。 两个 sp 杂化轨道对称轴夹角为180° 未参与杂化的两个 p 轨道与sp杂化轨道对称轴相互垂直。 碳原子几何构型是直线形 垂直 3.1.2 碳碳三键的组成 在乙炔分子中： C-Ｃσ 键的形成: sp-sp 交盖 C-H σ 键的形成: sp-1s 交盖 三个σ 键， 其对称轴处于同一直线上。 乙炔的分子结构 3.1.3 π 键的特性 π 键： 由p轨道侧面平行交盖形成，不如σ 键稳定，易断裂；键能也较σ 键低。 碳碳双键：两个相互平行的2p轨道形成一个π 键，不能自由旋转。 碳碳叁键：两对相互平行而彼此垂直的2p轨道形成两个π键，π 电子云分布在碳碳σ 键的四周，呈圆柱形。 π 电子云：具有较大的流动性，易发生极化。 3.2 烯烃和炔烃的同分异构 (isomerism in alkenes and alkynes) C4H8: 丁-1-烯 2–甲基丙烯 丁-2-烯 C5H8: 戊-1-炔 3 –甲基丁–1–炔 戊-2-炔 异构现象 构造异构 碳架异构 官能团位置异构 立体异构 烯烃的顺反异构 …… …… 烯烃的顺反异构 （构型异构） C＝Ｃ双键不能自由旋转； 每个双键碳原子各连有两个不同的原子或基团。 顺–丁-2-烯 反-丁–2–烯 丁-2-烯 cis trans 顺环辛烯：∆fHo = -22.7 kJ·mol-1 反环辛烯：∆fHo = 20.0 kJ·mol-1 顺式体较稳定 环烯烃的顺反异构 3.3 烯烃和炔烃的命名 (nomenclature of alkenes and alkynes) 3.3.1 烯基与炔基 乙烯基 烯丙基 丙烯基 异丙烯基 丙-2-烯基 丙-1-烯基 1-甲基乙烯基 3 2 1 3 2 1 2 1 炔基 乙炔基 炔丙基 丙炔基 丙-2-炔基 丙-1-炔基 3 2 1 3 2 1 选主链：选择的最长碳链为主链，如最长的碳链中含有含碳碳重键在内，则称“某烯”或“某炔”。 定编号：首先使碳碳重键的编号最小，然后再考虑取代基。 正名称：此步骤与烷烃同，标明取代基位次、数目、名称及重键位次 。 戊–2–烯 5 4 3