纺织化学 教学课件 作者 魏玉娟 主编 胡雪敏 崔景东 副主编第3章烯烃.ppt

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1、第三章烯烃本章引述及小结烯烃是指含有C=C键（碳-碳双键）（烯键）的碳氢化合物。属于不饱和烃，分为链烯烃与环烯烃。按含双键的多少分别称单烯烃、二烯烃等。双键是烯烃分子中的官能团，具有反应活性，可发生氢化、卤化、水合、卤氢化、次卤酸化、硫酸酯化、环氧化、聚合等加成反应，还可氧化发生双键的断裂，生成醛、羧酸等。烯烃是制备合成树脂、纤维、橡胶中重要单体来源。由乙烯聚合可以制备聚乙烯纤维，由丙烯进行聚合可以制备聚丙烯（PP）。聚丙烯作为热塑塑料聚合物在塑料领域内有十分广泛的应用，因所用催化剂和聚合工艺不同，

2、所得聚合物性能，用途也不同。聚丙烯纤维就是由丙烯在定向聚合催化剂作用下制备的一种纤维。本章主要介绍烯烃的结构烯烃命名、同分异构现象物理性质化学性质二烯烃性质分子中含有一个碳碳双键的开链烃，简称烯烃。通式：CnH2n§3-1烯烃的结构一、乙烯的物理常数乙烯分子中的所有原子均在一个平面上，各键之间的角度和键长如下图：2.乙烯的碳原子轨道杂化过程（由学生在黑板上完成）(甲)杂化轨道理论的描述C2H4中，C采取sp2杂化，形成三个等同的sp2杂化轨道：sp2杂化轨道的形状与sp3杂化轨道大致相同，只是sp2

3、杂化轨道的s成份更大些：为了减少轨道间的相互斥力，使轨道在空间相距最远，要求平面构型并取最大键角为120°：3.碳原子的sp2轨道立体图形三个sp2杂化轨道的对称轴处在一个平面，以碳原子为中心指向三角形的三个顶点，彼此夹角为1200。4.乙烯分子中的五个σ键和一个Л键的形成分子中五个σ键的对称轴处都处在同一个平面，两个碳原子上各以一个未参与杂化的2pz轨道侧面重叠，形成π键。5.用分子轨道理论解释碳碳σ键和碳碳Л键的形成在乙烯分子中，两个未参与杂化的p轨道通过原子轨道的线性组合而形成两个分子轨道，一

4、个是л成键轨道，一个是л*反键轨道。基态时，乙烯分子的两个л电子处于成键轨道上。◆σ键与π键的比较1、π键是由相邻的两个p轨道侧面重叠而成，重叠程度比σ键小得多，键能也小，π键不如σ键牢固。双键键能610kJ/mol；σ键单键键能345kJ/mol；π键键能=610-345=265kJ/mol2、π电子云分散在σ键所在平面上下两方，离碳原子核较远。原子核对π电子束缚力较小，π键π电子云的流动性较大，在外界试剂进攻或电场影响时，容易极化，π键易断裂。因而烯烃具有较大的活泼性。3、π键不能自由旋转，一旦

5、p轨道失去平行，π键必然受到削弱直到破坏，因此，碳碳双键不能自由旋转。§3-2烯烃的同分异构体和命名一、烯烃的异构现象1.构造异构：分子中的原子或原子团的结合顺序不同而引起的。1—丁烯异丁烯2—丁烯2.顺反异构：双键上连接不同基团而形成的异构现象。顺反异构体为不同构型的化合物。它们具有不同的物理性质，化学性质也存在一定差异。染料中的顺反异构体色光不同。顺—2—丁烯反—2—丁烯熔点：-139℃熔点：-106℃如果双键碳原子上没有相同的基团，采用Z、E标记法解决。若a、b、C、d为烯烃双键碳原子所连接的

6、四个取代基团，若a的次序在b之前，C的次序在d之前,则(1)为Z构型，(2)为E构型。顺式反式(1)Z构型(2)E构型通式：取代基团的次序规则：(1)取代基团的先后次序，是由和双键碳原子直接相连原子的原子序数所定Ι，Br，Cl，S，P，O，N，C，H(2)取代基中，如果和双键碳原子直接相连的第一个原子相同，则还须比较其后原子的原子序数—CH(CH3)2>—CH2CH3>—CH3(3)当取代基团为不饱和基团时，应把双键和叁键原子看作是它以单键和两个和三个碳原子相连。根据次序规则，几种烃基的次序为—C≡

7、CH3,—CH(CH3)2,—CH=CH2,—CH2CH2CH3,—CH2CH3,—CH3二、烯烃的命名1、衍生物命名法以乙烯为母体把其余部分看成取代基。如不对称二甲基乙烯。不对称二甲基乙烯对称二甲基乙烯三甲基乙烯2、系统命名法基本与烷烃相似，但有区别，要点为：选择包含碳碳双键的最长碳链为主链，侧链视为取代基，按主链碳原子的数目，命名为某烯。从靠近双键一端开始，把主链碳原子编号，以双键碳原子中较小数字表示双键的位置，写在某烯之前。例：2—乙基—1—戊烯3—甲基—2—乙基—1—己烯烯中碳原子数在十一内

8、时用天干顺序表示，在十以上用汉字数字表示，但是在“烯”字之前需加一个“碳”字。例：2—十二碳烯烯基：烯烃分子中去掉一个氢原子剩下的一价基团。烯丙基丙烯基异丙烯基与烷烃相似，碳数增加，沸点升高，密度增大。在常温下，C2-4为气体，C5-18为液体，18以上为固体。密度比烷烃略高，难溶于水，易溶于有机溶剂如苯、乙醚、氯仿。从表3-1中比较：1、碳数增加，乙烯、丙烯、1-丁烯的沸点（升高）、密度（增大）。2、熔点与对称性有关：乙烯比丙烯高；顺式比反式低。3、极性大，沸点升高