内容正文:
第一节 烯烃
烯烃——分子中含有碳碳双键的不饱和链烃,称为烯烃。
烯烃的通式——CnH2n(n≥2)
官能团为: C=C
sp2杂化轨道
(一)双键碳 的sp2杂化
一、烯烃的结构
(二)乙烯的结构
1.乙烯分子所有的碳和氢原子都分布在同一平面。
a. σ键的形成 b.π键的形成
2.双键上的碳采取 sp2杂化,形成处于同一平面上的三个 sp2 杂化轨道。
乙烯分子的结构示意图
键没有轴对称,不能左右旋转。
组成 键的电子称为 电子;
组成 键的电子称为 电子。
乙烯的键形成示意图
乙烯分子中的碳碳双键(C=C)是由1个σ键和1个π键组成的。
二、烯烃的同分异构和命名
碳链异构、双键位置异构和顺反异构三种。
(一)烯烃的同分异构
1.碳链异构 碳原子的连接顺序不同。
2.位置异构 双键所在的位置不同。
(1) CH3-CH2-CH=CH2 1-丁烯
(2) CH3-CH=CH-CH3 2-丁烯
顺反异构的条件:
①有碳碳双键(或碳环);
②双键(或碳环上)的两个碳原子连有不同的原子或基团。如:2-丁烯。
3.顺反异构
当分子构造相同,由于碳碳双键(或碳环)不能旋转而导致的分子中原子或基团在空间的排列方式不同而引起的异构现象,称为顺反异构。
相同的原子或基团在双键的同侧,称为顺式构型;
相同的原子或基团在双键的异侧,称为反式构型。
顺(或E)-3-甲基-2-戊烯
反(或Z)-3-甲基-2-戊烯
产生顺反异构必须具备两个条件:
①分子中存在限制旋转的因素(如双键或脂环);
②每个不能自由旋转的碳原子必须连有两个不同的原子或基团。
Z、E来标记顺反异构体的构型
当两个较大的原子或基团在双键的同侧时为Z构型;在异侧则为E构型。
Z构型
E构型
a>b, d>e
次序规则的要点:
(1)与双键碳直接相连的原子不同时,按原子序数
大小排列,原子序数大者为大基团,原子序数小者为小基团。
(2)如与双键碳直接相连的两个原子相同,则向外延伸,比较其次相连原子的原子序数,依次类推,以确定基团的大小次序。
(3)当与双键碳相连的为不饱和基团时,看作是连有多个相同的原子。
1.选择含碳碳双键的最长碳链为主链(母体),根据其碳原子数,称为“某烯”。
2.从靠近双键的一端开始,给主链上的碳原子编号,确定双键和取代基的位次,若双键正好在主链中央,编号则从靠近取代基的一端开始。
3.以双键碳原子中编号较小的数字表示双键的位次,写在烯烃名称前面,在前面写出取代基的位次、数目和名称。若有多个取代基,命名方法与烷烃的相同。
(二) 烯烃的命名
3-甲基-2-乙基-1-丁烯
2,4-二甲基-3-己烯
4.对于有顺反异构的烯烃,命名时应将其构型标在系统名称之前。
戊烯的五个构造异构体
(1) CH3-CH2 -CH2 -CH=CH2 1-戊烯
(2) CH3 -CH2 -CH=CH-CH3 2-戊烯
(3) CH2=C-CH2-CH3 2-甲基-1-丁烯
CH3
(4) CH3-C=CH-CH3 2-甲基-2-丁烯
CH3
(5) CH3-CH-CH=CH2 3-甲基-1-丁烯
CH3
三、诱导效应
分子中某些原子或基团对电子的排斥或吸引作用,引起电子云沿着碳链向某一方向移动的现象。
常见的吸电子基和斥电子基及其诱导效应的相对大小顺序:
吸电子基 : -NO2>-X>-OCH3>-NHCOCH3>-C6H5
>-CH=CH2
斥电子基 : -C(CH3)3>-CH(CH3)2>-CH2CH3>-CH3
四、烯烃的物理性质
1.含2~4个碳原子的烯烃为气体,5~18个碳原子的烯烃为液体,含19个碳原子以上的烯烃是固体。
2.直链烯烃的沸点要高于带支链的异构体,但差别不大