第三章 烯烃和炔烃.ppt

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1、第三章烯烃和炔烃(AlkeneandAlkyne)教学要求：掌握：烯烃、炔烃的结构；烯烃、炔烃的异构及命名；诱导效应、共轭效应的概念及其在有机化学中的应用；烯烃、炔烃的主要化学性质；共轭二烯烃的特殊性质。熟悉：烯烃、炔烃的物理性质；烯烃加成的立体选择反应和立体专一反应；正碳离子的结构。了解：二烯烃的分类；部分天然存在的共轭烯烃的结构；医用高分子材料及富勒烯的概念。第一节烯烃(Alkene)一、单烯烃的结构烯烃是分子中含有碳-碳双键（烯键）的烃。含有一个双键的开链烃，称为s单烯烃，其通式为CnH2n。它比相应的烷烃少两个氢原

2、子，属于不饱和烃。最简单的单烯烃是乙烯。其结构如下：乙烯分子中碳原子为sp2杂化,两个碳原子各以一个sp2杂化轨道“头碰头”地重叠形成一个碳-碳σ键（sp2-sp2），其余的sp2杂化轨道与氢原子的s轨道重叠，形成四个碳-氢σ键（sp2-s），五个σ键在同一平面上。每个碳原子余下的未参与杂化的2pz轨道，其对称轴相互平行，“肩并肩”地侧面重叠，形成碳-碳π键。碳-碳双键是由一个σ键和一个π★乙烯分子键长及键角见下图：★π键的存在使得双键不能自由旋转，因为旋转的结果会使两个p轨道的平行关系破坏，以致于不能重叠。π键旋转致使π

3、键断裂综合前面所学的内容，将σ键和π键的特征总结如下：小结：烯烃的官能团碳碳双键是由一个σ键和一个π键构成的，由于π键的存在，双键不能自由旋转，π键的活性较σ键高，易断裂。二、单烯烃的异构现象和命名（一）单烯烃的命名单烯烃的命名与烷烃相似，其命名原则为：（1）选择含有双键在内的最长碳链为主链，按主链碳原子的数目命名为某烯。（2）编号从靠近双键端开始，双键的位次以双键碳原子的编号中较低的一个表示，把它写在母体名称之前，并用半字线隔开。当不可能发生误会时，也可以不注明位次。烯烃的英文名称是将相应的烷烃英文名称的后缀-ane

4、写成-ene。其中英文名称的书写方式与烷烃相同。例如烯烃去掉一个氢原子剩下的集团称为烯烃基，几个重要的一价基有：（二）烯烃的异构现象及其异构体的命名烯烃的异构现象较烷烃复杂，除具有碳链异构外，还具有位置异构和顺反(几何)异构，碳链异构和位置异构都属于构造异构。1．构造异构以丁烯为例，它有三个异构体Ⅰ与Ⅱ的碳链骨架相同，但双键位置不同，称为位置异构；Ⅰ与Ⅲ、Ⅱ与Ⅲ之间互为碳链异构。2．顺反异构由于烯烃分子中存在着限制碳原子自由旋转的双键，故烯烃分子同环烷烃一样存在着顺反异构。顺反异构和对映异构都属于立体异构中的构型异构。如2

5、-丁烯，具有下列两种异构体：顺-2-丁烯反-2-丁烯★并不是所有带双键的化合物都有顺反异构现象。综合第二章第二节和本节的内容，顺反异构形成的条件，可以归纳为：(1)分子中存在着限制碳原子自由旋转的因素，如双键或环（如脂环）。(2)不能自由旋转的碳原子连接的原子或基团必须是不相同的就烯烃而言：双键碳上连有不同的原子或基团。★顺反异构体的命名:☆顺反命名法：两个相同基团在双键同侧的称为顺式（或cis-）；在双键两侧的称为反式（或trans-）。如：☆Z／E命名法：如果双键碳原子上连有四个不同的原子（或基团），例如：Z/E构型

6、命名法的命名规则：首先确定双键上每一个碳原子所连接的两个原子或基团的优先顺序。当两个优先基团位于同侧时，用Z（德文Zusammen的缩写，意为“共同”）表示其构型；位于异侧，用E（德文Entgegen的缩写，意为“相反”）表示其构型。Z/E构型命名法适用于所有的顺反异构体。如：★目前这两套命名法同时并用，但在环系化合物中，应用cis-trans命名法更为清楚直观。必须注意的是Z型并非一定是顺型，E型并非一定是反型。例如：小结：烯烃化合物的命名与烷烃基本相同，只是选主链要选择含有双键的主链，哪怕它不是最长的主链，同时还要标明

7、双键的位置。烯烃化合物的双键不能自由旋转，当双键碳上连有不同基团时，存在顺反异构体，顺反异构体的命名可采用顺反命名法和Z/E命名法，Z/E命名法的适用范围较顺反命名法广。三、烯烃的物理性质在室温下含2-4个碳原子的烯烃为气体，含5-18个碳原子的烯烃为液体，含19个碳原子以上的烯烃为固体。烯烃的沸点和烷烃一样，随着碳原子数的增加而升高。直链烯烃的沸点比支链烯烃的沸点高；一般顺式异构体的沸点比反式高，熔点则比反式低。如：★这是因为顺式异构体的偶极距比反式大，分子间的作用力大，故沸点较反式高；而反式异构体在晶格中排列比顺式异

8、构体更紧密，因而熔点较高。五、烯烃的化学性质烯烃分子中由于π键的存在，其化学性质较烷烃活泼，主要的化学反应包括：加成反应、氧化反应。（一）  加成反应（additionreaction）双键中的π键打开，两个一价的原子或基团分别加到双键两端的碳原子上，形成两个新的σ键。烯烃的几何形状及电子分布，决定了烯