不饱和烃-烯与炔烃.docVIP

不飽和烴-烯與炔烴 不飽和烴有烯烴(alkenes)和炔烴(alkynes)兩種。 一. 烯烴 ? ? 烯分子中具有一個雙鍵，其通式為CnH2n。由於烯烴雙鍵處的高電子密度，分子在此位置具有特殊的反應性，因此化學性質較為活潑。烯烴的熔點、沸點、密度和溶解度等物理性質與同碳數的烷烴相似。密度小於水，當分子之碳數增多，則熔點、沸點亦隨之升高，C2~C4者為無色氣體，C5~C15為無色液體，C16以上者為固體，烯類易溶於有機溶劑中而不溶於水。 ? ? 碳數較少的烯烴可由石油分餾或由低碳數的烷烴製煉而得，至於碳數較多的烯烴可由C16至C20的飽和烴在高溫及催化劑的催化下裂煉生成。最簡單的烯烴是乙烯(ethylene)，分子式為(C2H4)，具有平面的分子結構，其中碳原子以三個σ鍵和另一碳原子及兩個氫原子形成鍵結，而再分別共用兩個碳原子的p軌域電子形成π鍵。乙烯是工業界年產量最大的有機化合物，主要用於產製聚乙烯、環氧乙烷、乙二醇、乙醇等，可算是最重要且數量最多的石油化學品之一。至於丙烯、丁烯、異丁烯、丁二烯及異戊二烯等物質，也是從天然氣、原油及煉油副產品製得的重要工業原料。 1. 異構物與命名 ? ? 烯類除碳鏈結構不同所形成的異構物之外，尚有因雙鍵所致的順反異構物。因雙鍵轉動需破壞π鍵，因此雙鍵不會發生轉動，致原子團位於雙鍵二邊時，會因排列的方式不同而形成異構物，該種異構物稱為順反異構物或幾何異構物。幾何異構形成之條件如下: (其中X、Y、Z、W表原子或原子團) ? ? 當X≠Y且Z≠W時;就有幾何異構物。若有相同基在分子的同一邊時，就稱為順式 ，若相同基是在不同邊時，則稱為反式。例如： 順式-2-丁烯 反式-2-丁烯 IUPAC命名規則如下: ?(1)選取含有碳—碳雙鍵的最長鏈為主鏈 ， 並視主鏈所含之碳原子數而稱之為某烯。 ?(2)以數目較小之一邊為次序，標出雙鍵所在的位置。 ?(3)由上述定好次序之主鍵碳原子標出取代基位置，其他方法同烷類。 ?(4)判斷是否具有順反異構物，若有並以(反-)或(順-)標明。 2. 環烯烴 ????? 環烯烴(cyclic alkenes)為環內含有碳—碳雙鍵的環狀碳氫化合物。其中僅含一個雙鍵的環烯烴通式為CnH2n-2，如：環己烯為C6H10。 ? 二. 炔烴 ? 炔烴是含有碳—碳參鍵的不飽和烴，其通式為CnH2n-2。分子內的參鍵結構，故比烯類更不飽和，因而其性質更為活潑。物理性質與烯、烷類相類似，炔類不溶於水，但易溶於苯、丙酮等有機溶劑。炔烴因具有參鍵，化學性質活潑，容易進行加成、聚合及氧化等反應。 1. 乙炔 ? 乙炔(C2H2)是中最小的分子，它是無色，但帶有特殊臭味之氣體。通常可由碳化鈣(CaC2，俗稱電石)與水反應製得，故俗名為電石氣。其製造步驟為: (1)灰石(CaCO3)鍛燒後產生氧化鈣(CaO)及二氧化碳(CO2)。 (2)氧化鈣與煤焦(碳)反應得到碳化鈣(CaC2)。 (3)碳化鈣再與水反應即得乙炔。 ? ? 乙炔是化學工業的重要原料之一，平日所見的塑膠製品有多種以乙炔為起始物製造而得。如聚氯乙烯(PVC)的單體—氯乙烯是由乙炔與氫氯酸(HCl)反應製得。奧龍(聚丙烯睛)的單體—丙烯睛(CH2=CHCN)是由乙炔與氫氰酸(HCN)作用而得。另外，由於乙炔在氧氣中燃燒的溫度極高，所以常作為切割或熔合鋼鐵火焰的燃料。 2. 炔烴的命名 ? ? 炔烴的IUPAC命名，是以選取含有碳—碳參鍵的最長鏈做為主鏈，並以主鏈所含碳原子數而稱為某炔，其他原則與烯相同。故炔類命名原則與烯類相似，但因炔類分子參鍵無幾何異構排列，故無烯類特有的順反之異構物。 3D-分子圖形目錄: 乙烯(ethylene) 丁二烯 丙酮 乙二醇 異戊二烯 乙炔(C2H2) 乙醇 順式-2-丁烯 氯乙烯 丙烯 反式-2-丁烯 丙烯睛(CH2=CHCN) 丁烯 環己烯(C6H10) 氫氰酸(HCN) 異丁烯 苯 　 問題 1. 除了上述丁烯(C4H8)的分子圖形外，C4H8是否還有其他的可能的烯類結構？ 2.? 環己烯(C6H10)的分子圖形中，六個碳原子是否在同一平面上？ 3. ?請量出丙烯分子的 兩個C─C鍵長？苯的六個C─C鍵長？試說明其鍵長不同的原因。