第三章 烯烃.doc

第三章烯烃(教学时数8)
§ 烯烃的结构
定义:分子中含有碳碳双键的不饱和烃。
H2n
一、双键的结构

现代物理手段测得所有原子在同一平面,每个碳原子只和三个原子相连。∠HCCHCHHHHHH键角
°, ∠HCH键角117°。
测键能:C—C KJ/mol; C = C 610 KJ/mol
双键的键能不是两个单键键能之和: * 2 = KJ/mol
键长:C—C ; C = C

双键中的碳为sp2杂化,碳原子中三个sp2杂化轨道分别与另外的三个原子匹配成键,形成三个σ键,碳中余下的一个p轨道与另一个碳中的p轨道匹配成键,形成一个π键,键角为120°,,·mol-1,比碳碳σ键键能的两倍要小一些(2× kJ·mol-1)。从键能来看,双键更易断裂。乙烯的结构示意图如下图所示:
从上图中可以看出,由于与有了π键的存在,碳碳双键就不能象碳碳单键那样自由旋转。样含有碳碳双键的化合物就有可能产生顺反异构,这将在下面的内容中介绍
π键的特点:(1)重叠程度小,容易断裂,性质活泼。
(2)受到限制,不能自由旋转。否则π键断裂。
3、σ键和π键的比较
1).存在的情况
σ键可以单独存在,并存在于任何含共价键的分子中。
π键不能单独存在,必须与σ键共存,可存在于双键和叁键中。
2).成键原子轨道
σ键在直线上相互交盖,成键轨道方向结合。
π键相互平行而交盖,成键轨道方向平行。
3).电子云的重叠及分布情况
σ键重叠程度大,有对称轴,呈圆柱形对称分布,电子云密集在两个原子之间,对称轴上电子云最密集。
π键重叠程度较小,分布成块状,通过键轴有一个对称面,电子云较扩散,分布在分子平面上、下两部分,对称面上电子云密集最小。
4).键的性质
σ键键能较大,可沿键轴自由旋转,键的极化性较小。
π键键能较小,不能旋转,键的极化性较大。
5).化学性质
σ键较稳定;π键易断裂,易氧化,易加成。
6).σ键:两个原子间只能有一个σ键。
π键:两个原子间可有一个π键或两个π键。
§ 烯烃的同分异构和命名
一、构象和构型
构象:由于单键可以自由旋转,使分子中原子或基团在空间产生不同的排列。
构型:分子中个原子或基团在空间的不同排列,这种排列的相互转化必须通过键的断裂和生成。
二、烯烃的同分异构现象
CH3CH2CH=CH2 和(CH3)2C=CH2
:在烯烃中还有由于双键的位置不同而引起的异构。
CH3CH2CH=CH2 和 CH3CH=CHCH3
:由于双键两侧的基团在空间的位置不同而引起的异构。
顺式:两个相同的基团处于双键同侧。
反式:两个相同的基团处于双键反侧(异侧)。

分子产生顺反异构现象在结构上必须具备两个条件:
分子中有限制自由旋转的因素。如π键、碳环等。
双键所连的两个C原子各连不同的原子或基团。

(1):选择含有双键的最长碳链为主链,命名为某烯。
(2):从靠近双键的一端开始,给主链上的碳原子编号。
(3)以双键原子中编号较小的数字表示双键的位号,写在烯的名称前面,再在前面写出取代基的名称和所连主链碳原子的位次。
四、顺反异构的命名(重点)
、反法: 这是以每个双键上两个碳原子的取代基的关系定名。
例:
,顺、反异构体的构型
①确定Z、E的构型
②次序规则
,同位素按原子量的大小次序排列。常见的有:
I>Br>Cl>S>P>O>N>C>D>H
,则应看与第一个C原子相连的原子序数逐个比较,加以排列。常见的有:
CH3CH2- > CH3-
Me3C-> CH3CH2CH(CH3)-> (CH3)2CHCH2- > CH3CH2CH2CH2-
特丁基仲丁基异丁基正丁基
,可以认为连有两个或叁个相同的原子。
-OH > -CHO > -CH2OH
③命名构型确定以后,后面的仍按系统命名法。例:

①顺/反法包括在Z/E命名法之中。
②顺/反和Z/E之间没有什么必然的联系。
§ 烯烃的物理性质
,2—4个碳原子的烯烃为气体,5—15个碳原子的为液体,高级烯烃为固体。
、沸点和相对密度都随分子量的增加而升高。