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时间:2019-06-16
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1、第三章不饱和脂肪烃[目的要求]:1.掌握不饱和脂肪烃的命名、结构和性质;2.理解亲电加成反应历程;Markovnikov规则。能用诱导效应、超共轭效应解释碳正离子的稳定性;3.了解不饱和烃的来源和用途。Ⅰ.烯烃结构特征:分子中含有碳碳双键的烃单烯烃的分子通式:CnH2n如:CH2=CH2,CH3CH=CH2,CH3CH=CHCH2CH3一、乙烯的结构CH2=CH21.实验现象①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。键角120°②测键能C—C:345.6KJ/mol;C=C:610KJ/m
2、ol双键的键能不是两个单键键能之和:345.6×2=691.2KJ/mol③键长:C—C:0.154nm;C=C:0.134nm2.碳原子的sp2杂化3、乙烯分子的形成碳的两个SP2杂化轨道分别与两个氢的1S轨道形成C-Hσ键,还有一个SP2杂化轨道与一个SP2杂化轨道形成C-Cσ键。如图:两个碳各自还有一个垂直与SP2平面的P轨道,彼此平行重叠形成π键。4.比较σ键和π键存在的情况:σ键可以单独存在,并存在于任何含共价键的分子中。两个原子间只能有一个σ键。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。
3、两个原子间可有一个π键或两个π键。电子云重叠方式:σ键沿键轴方向重叠,重叠程度大,键能大;π键相互平行重叠,重叠程度小,键能小。电子云分布:σ键呈圆柱形对称分布,以键轴为对称轴,电子云密集在两个原子之间,对称轴上电子云最密集。π键呈块状分布,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。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。化学性质:σ键较稳定;π键易断裂,易氧化,易加成。不同结构烯烃的稳定性规律------双键
4、碳上所连烃基越多越稳定。即:R2C=CR2>R2C=CHR>R2C=CH2>RCH=CHR>RCH=CH2>CH2=CH2二、烯烃的同分异构和命名1.烯烃的同分异构(以丁烯为例)不仅有碳链异构①与④,还存在位置异构①与②、①与③,以及顺反异构体(也称几何异构体)②与③。例如:①1-丁烯②顺-2-丁烯③反-2-丁烯④异丁烯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。即:2.烯烃的命名1)要点:选母体:选择含双键的最长碳链为主
5、链;B.编号:从距双键最近的一端起对主链碳原子进行编号。C.补充:补充双键和取代基的位置、数目、名称;2,4-二甲基-2-己烯2)烯基:烯烃分子去掉一个氢原子后剩下的一价基团。CH2=CH-乙烯基CH3CH=CH-丙烯基(1-丙烯基)CH2=CHCH2-烯丙基(2-丙烯基)CH3CH=CHCH2CH2-3-戊烯基异丙烯基(1-甲基乙烯基)3)顺、反异构体的命名:(包括顺反命名和Z/E命名)A.顺反命名: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)。CCcdbaCCdcb
6、a(E)-构型(Z)-构型a>bc>dZ/E命名法:按次序规则依次对双键碳原子上所连接基团排序。比较两个双键碳上的基团大小,大基团在同侧为Z,在不同侧为E。Zusammen(同)Entgegen(异)次序规则:a)取代基的原子按原子序数大小排列,大者为“较优”基团。I>Br>Cl>S>P>O>N>C>D>Hb)若两个基团第一个原子相同(如C),则比较与它直接相连的几个原子的原子序数,余类推。如:注意:比较顺序时不是计算原子序数之和,而是以原子序数大的原子所在的基团在前。如与双键碳原子直接相连的原子相同,而该原子又
7、以重键与别的原子相连时,可认为连有二个或三个相同原子:例如:-CH=CH2>-CH(CH3)2示例:或反-3-甲基-2-己烯由上例看出:顺反与Z/E之间没有必然联系,顺不一定等于Z,反不一定等于E。顺、反标记法与Z、E标记法是两套标记顺反异构体的不同方法,两种方法没有对应关系。三、烯烃的物理性质与烷烃相似,按同系列的规律,沸点、熔点、比重等均随分子量增加而上升。四、烯烃的化学性质(比烷烃活泼,键易被极化、断裂发生反应。)(一)、加成反应:烯烃的双键中π键断裂,双键的二个碳原子与其它原子(或原子团)结合,形成两个σ
8、键,称为加成反应。1、催化氢化加成反应的立体化学特征:顺式加成催化剂的选择:·用Pt或Pd催化时,常温即可加氢。··工业用Ni,要在200—300℃温度下进行加氢。···Raney镍催化剂,是用铝镍合金由碱处理,滤去铝后余下多孔的镍粉(或海棉状物)表面积较大,催化活性较高,吸附能力较强。价格低廉。催化剂的作用是将烯烃和氢吸附在金属表面,使π键和H-H键松弛,降低反应活化能
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