2.3二烯烃的结构和共轭体系及效应（讲义）-《有机化学》同步教学（化学工业出版社）

二烯烃的结构和共轭体系及效应 · 教学目标 1、 掌握共二烯烃的结构特点。 2、 理解共轭效应及超共轭效应。 · 教学思想 本节课的教学内容属第第二模块 烯烃、二烯烃，采用先行组织者教学策略，激发学生的求知欲，确保学生有意义地获取和保持知识，灵活运用所学知识解决实际问题。 · 教学重难点 重点：共轭二烯烃的结构、共轭体系及效应、超共轭体系及效应 难点：共轭体系及效应、超共轭体系及效应 · 教学方法和策略 · 采用先行组织者的教学策略，用旧知识联系当前的学习任务，扩充原来的认知结构。以讲授法为主，辅以提问法。 · 具体策略：从对1，3-丁二烯结构入手介绍共轭体系及效应超共轭体系及效应对共轭体系及效应的应用进行总结 · 教学设计思路 教学内容 教学组织 教学意图 共轭二烯烃的结构特征 以最简单的1,3-丁二烯为例，讲解四个碳原子的sp2杂化成键过程，以及不同双键的相邻碳原子p轨道发生侧面重叠，使两个相邻π键电子云发生的离域现象。 使学生理解共轭二烯烃分子中键长趋于平均化的结构特点，以及此种结构对于分子稳定性的意义。 共轭体系的概念 通过对1,3-丁二烯分子中π电子离域现象的分析，提出共轭结构及共轭体系的概念 使学生建立共轭二烯烃分子中的原子可形成共轭体系这样一个概念。 共轭效应及其产生条件 通过对1,3-丁二烯、苯、氯乙烯等分子的结构及共轭体系的分析，引出共轭效应的概念，并讲解能够产生共轭效应的共轭体系所应具有的条件。 使学生掌握共轭效应的概念，并理解共轭效应的产生条件。 超共轭效应的概念 从化学键发生部分重叠出发，分析C－H 键参与的与π电子云或p轨道发生部分重叠而形成的共轭，称为超共轭效应。 使学生理解并掌握超共轭效应的概念及发生。 超共轭效应的类型 以丙烯分子为例，分析键参与的与π电子云发生部分重叠产生的超共轭效应。称为-π超共轭效应。 理解-π超共轭效应对于分子稳定性的影响。 从自由基或碳正离子稳定性大小的规律出发，分析键与p轨道部分重叠产生的-p超共轭效应。 理解-p超共轭效应对于自由基或碳正离子稳定性的影响。 巩固小结 总结本节课的内容布置练习作业 加深对本节课所学知识的理解。 导入：共轭二烯烃的结构——以l,3-丁二烯的结构为例 现代物理方法测定，1,3-丁二烯分子中的4个碳原子和6个氢原子在同一平面内，所有键角都接近120o，碳碳双键的键长(0.1337nm)比单烯烃中碳碳双键的键长(0.133nm)略长，碳碳单键的键长(0.148nm)比烷烃中碳碳单键的键长短(0.154nm)，如图4-6所示。说明1,3-丁二烯分子中的碳碳键长趋于平均化。 图4-6 l,3-丁二烯分子的键长和键角 杂化轨道理论认为，1,3-丁二烯分子中四个C都是sp2杂化，相邻两个碳原子的sp2杂化杂化轨道相互交盖形成C－C 键，碳原子的sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道相互交盖形成C－H 键，这样分子中形成了3个C－C 键和6个C－H 键，每个键之间的夹角都接近120o，并且分子中所有的键键轴和原子都在一个平面上，如图4-7。此外，每个C上都还有一个未参与杂化的p轨道，这些p轨道的对称轴相互平行，且垂直于分子平面。在形成键的同时，它们可以相互靠近，从侧面发生肩并肩的重叠，形成一个大的键，如图4-8所示。 图4-7 l,3-丁二烯分子中的π电子云 图4-8 　l,3-丁二烯分子中的共轭π键 在1,3-丁二烯分子中，除C1－C2、C3－C4之间的 p轨道侧面交盖形成键外，C2－C3之间的p轨道也会发生一定程度的侧面交盖，使得C2－C3之间也有了部分双键的性质。丁二烯分子中的4个电子不再局限于某两个原子之间，而是在4个碳原子之间运动形成了一个大键，这个大键称为离域大键或共轭大键。在共轭体系中，由于电子离域的结果，引起电子云的平均化，体系趋于稳定。 1、 共轭体系 1、概念 像1,3-丁二烯这样结构的分子，含有三个或三个以上相邻且共平面的原子时，这些原子中相互平行的轨道之间相互交盖连在一起，π电子不是固定在一个双键C原子之间，而是扩散到三个或三个以上相邻且共平面的原子之间，从而形成的离域键体系称为共轭体系。1,3-丁二烯以及其他的共轭二烯烃都是共轭体系。 2、共轭体系的类型 ① π-π共轭体系 不饱和键和单键交替存在，由电子离域所形成的共轭体系。例如： 这种共轭体系是π轨道与π轨道侧面平行交盖的结果。见图4-8。 ② p-π共轭体系 由一个键和与此键平行的p轨道相连组成的共轭体系，叫p-π共轭体系。例如： π键上的p轨道与相邻原子上的p轨道相互侧面平行重叠。图4-9表示烯丙基自由基、烯丙基碳正离子和氯乙烯分子中，p-π共轭体系的轨道交盖情况。 图4