第三章烯烃(教学时数8)

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1、第三章烯烃(教学时数8)§３.1烯烃的结构定义：分子中含有碳碳双键的不饱和烃。通式：CnH2n一、双键的结构1．实验现象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121.7°,∠HCH键角117°。测键能：C—C345.6KJ/mol;C=C610KJ/mol双键的键能不是两个单键键能之和：345.6*2=691.2KJ/mol键长：C—C0.154nm;C=C0.133nm2．碳原子的sp2杂化双键中的碳为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

2、个碳中的p轨道匹配成键，形成一个π键，键角为120°键长约为0.134nm，比碳碳单键的键长0.154nm要短一些，碳碳双键的键能为610.9kJ·mol-1，比碳碳σ键键能的两倍要小一些（2×345.6kJ·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，

3、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

4、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。§３.２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1.碳胳异构CH3CH2CH=CH2和（CH3）2C=CH22.位置异构：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=CHCH33.顺反异构：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

5、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：①分子中有限制自由旋转的因素。如π键、碳环等。②双键所连的两个C原子各连不同的原子或基团。三．烯烃的命名（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)1．顺、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：2．Z/E法据IUPAC命名法，顺、反异构体的构型①确定Z、E的构型②次序规则a

6、.与双键C原子相连的原子或按其原子序数大小排列，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＞Hb.与双键C原子连的都是烃基，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c.含有双键和叁键的基团，可以认为连有两个或叁个相同的原子。-OH＞-CHO＞-CH2OH③命名构型确定以后，后面的仍按系统命名法。例：3．顺/反和Z/E关系①顺/反法包括在Z/E命名法之中。②顺/反和Z

7、/E之间没有什么必然的联系。§３.3烯烃的物理性质1．在常温常压下，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。2．熔点、沸点和相对密度都随分子量的增加而升高。3．顺反异构的物理性质有如下的规律性：①　顺式异构体有较大的密度。②　顺式异构体有较大的溶解度。③　顺式异构体有较高的沸点。④　顺式异构体有较大的偶极矩。⑤　反式异构体有较高的熔点。⑥　反式异构体有较小的燃烧热。§３.4烯烃的反应vC＝C的π－电子裸露于外，可提供e，具碱性v容易受到缺电子试剂：酸E＋（亲电试剂）的进攻；v容易发生加成反应，生成两个新的σ键，得到饱和烃——烷烃。（一

8、）加成反应