第二章烃（课件）《有机化学基础》第二节不饱和链烃第一课时同步教学（人卫版第4版）

不饱和烃 不饱和烃 含有碳碳重键(C=C或C≡C)的开链烃称为不饱和烃。 例如： 不饱和烃 烯烃和炔烃的结构 烯烃的结构 实验事实：仪器测得乙烯中六个原子共平面： H H 0.1330nm 116.6 。C C 121.7 。 H H 0.1076nm 烯烃的结构 (1) 杂化轨道理论的描述 C2H4 中，C采取sp2杂化，形成三个等同的sp2杂化轨道： sp2杂化轨道的形状与sp3杂化轨道大致相同，只是 sp2杂化轨道的s成份更大些： 3个sp2 sp2 sp3 激发 杂化 杂化 H C C H 为了减少轨道间的相互斥力，使轨道在空间相 距最远，要求平面构型并取最大键角为120°: H H C C H H (动画，乙烯的结构) (动画，sp2杂化碳) 未参加杂化的p轨道 与3个sp2杂化轨道垂直 3个sp 杂化轨道 取最大键角为120。 H H 120。 C 2 烯烃的结构 (2) 分子轨道理论的描述 分子轨道理论主要用来处理p电子。 乙烯分子中有两个未参加杂化的p轨道，这两个p轨道可 通过线性组合（加加减减）而形成两个分子轨道： * π - π 能量 p(φ2) Ψ 1=φ 1+φ2 Ψ2=φ 1-φ2 p(φ1) + + 不饱和烃 Ψ2=φ 1-φ2 - + + - * π - π 能量 p(φ2) Ψ 1=φ 1+φ2 p(φ1) 有一个节面 φ 1+φ2: φ 1-φ2: 无节面 节面 + + + + + + + 烯烃的结构 分子轨道理论解释的结果与价键理论的结果相 同，最后形成的π键电子云为两块冬瓜形，分布在乙 烯分子平面的上、下两侧，与分子所在平面对称： H CH3 H C2H5 C C C C H 丙烯的结构 丁烯的结构 H H C C H H 其它烯烃分子中的C=C： 动画(乙烯的结构) H H H 激发 杂化 -、- 2个sp p轨道 以乙炔为例。 仪器测得：C2 H2 中，四个原子共直线： 0.106nm 0.120nm H C C H 在乙炔分子中的碳原子是sp杂化： 第三章 不饱和烃 炔烃的结构 杂化 炔烃的结构 二个sp杂化轨道取最大键角为180°, 直线构型： C (动画，sp杂化碳) 乙炔分子的σ骨架： 每个碳上还有两个剩余的p轨道，相互肩并肩形成2个 π键： H C C H (动画，乙炔的结构) H C C H why? 原因： ① -C≡C－中有1个σ和2个π键； ② sp杂化轨道中的S成份多。(S电子的特点就是离核近， 即s 电子云 更靠近核) 乙炔结构小结 ①-C≡C－中碳原子为sp杂化； ②-C≡C－中有一个σ键、2个相互⊥的π键； ③共价键参数： 347KJ/mol 0.154nm 0.110nm H3C CH2 H 837KJ/mol 0.106nm 0.120nm H C C H (3x347=1041) 0.134nm 0.108nm H2 H C C H 611KJ/mol 烯烃和炔烃的结构 π键的特性 ① π键不能单独存在，不能自由旋转。 ② π键键能小，不如σ键牢固。 碳碳双键键能为611KJ/mol,碳碳单键键能为347JK/mol, ∴π键键能为611-347=264K/mol ③ π键电子云流动性大，受核束缚小，易极化。 ∴π键易断裂、易极化、易起化学反应。 烯烃和炔烃的同分异构 烯烃：C4 以上的烯有碳链异构、官能团位置异构、顺反异构。 炔烃：C4 以上的炔烃只有碳链异构和位置异构，无顺反异构。 例1：丁炔只有两种异构体，丁烯有四种异构体： C4H6 ： CH C-CH2CH3 1-丁炔 CH3C CCH3 2-丁炔 H3C H C=C CH3 H3C H H H C=C CH3 CH2=CH-CH