单烯烃 忻州师范学院.doc

第三章 单烯烃 单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为CnH2n-2 第一节 烯烃的结构 乙烯是最简单的烯烃,分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键.C=C,是由一个σ 键和一个 π 键构成.现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上,彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面. 乙烯： ? C-C σ键 ???????????????????? 4个C-H σ键 　 ??? 在乙烯分子中，两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键，又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个C-Hσ键，五个σ键都在同一平面上。每个碳原子剩下的一个py轨道，它们平行地侧面重叠，便组成新的分子轨道，称为π轨道。 其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个 π键组成的。 π键的特点： ⑴? π键重叠程度比σ键小，不如σ键稳定，比较容易破裂。 碳碳π键的键能等于264.4kJ/mol。[610（C=C键能）-345.6(C-C键能)]小于C-C单键的键能345.6kJ/mol. ⑵ π键具有较大的流动性，容易受外界电场的影响，电子云比较容易极化，容易给出电子，发生反应。 这是由于π键的电子云不象σ键电子云那样集中在两原子核连线上，而是分散成上下两方，故原子核对π电子的束缚力就较小。 C=C和C-C的区别： ⑴ C=C的键长比C-C键短。 两个碳原子之间增加了一个π键，也就增加了原子核对电子的吸引力，使碳原子间靠得很近。C=C键长0.134nm,C-C键长0.154nm。 　 ⑵ C=C两原子之间不能自由旋转。由于旋转时，两个py轨道不能重叠，π键便被破坏。 三、双键的表示法： 双键一般用两条短线来表示，如：C=C，但两条短线含义不同，一条代表σ键，另一条代表π键。 第二节? 烯烃的同分异构及命名 一、烯烃的同分异构现象 由于烯烃会有双键，其异构现象较烷烃复杂，它包括碳干异构，双键位置不同引起的位置异构（position isomerism），以及由于双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。 例如：丁烷只有正丁烷和异丁烷两个异构体，而丁烯（Butylene或Butene）就有三个异构体： CH3CH2CH=CH2??????? CH3CH=CHCH3?????????? 1-丁烯????????????? 2-丁烯?????????????? 2-甲基丙烯 双键位置异构?????????????????? 碳架异构 ??? 此外，由于双键不能自由旋转又产生了另一个异构现象--顺反异构，如：2-丁烯有两个： 顺-2-丁烯??????????????? 反-2-丁烯 ???? 两个相同基团在双键???????????????? 两个相同基团分处在??????????????? ??????? 的一边称为顺式（cis-）;???????? 双键的两边称为反式（trans-） ??? 顺、反异构现象在烯烃中很普遍，凡是以双键相连的两个碳原子上都带有不同的原子或原子团时，都有顺、反异构现象。 ?????????????? ?????????????? ??? 如果以双键相连的两个碳原子，其中有一个带有两个相同的原子或原子团，则这种分子就没有顺、反异构体。因为它的空间排列只有一种。如： 二、烯烃的命名 （一）烯烃的系统命名法，基本上和烷烃相似 选择一个含双键的最长的碳链为主链。 ???? 从最靠近双键的一端起，把主链碳原子依次编号 。 ?3.双键的位次必须标明出来，只写双键两个碳原子中位次较小的一个，放在烯烃名称的前面。 2，4-二甲基-2-己烯 ?4.其他同烷烃的命名原则 如： ??????????? ????? ?3-甲基-2-乙基-1-丁烯 烯基：当烯烃上去掉一个氢原子后剩下的一价基团叫做烯基。 (二) Z、E命名法 ??? 根据IUPAC命名法，字母Z是德文Zusammen的字头，指同一侧的意思。E是德文Entgegen的字头，指相反的意思。用“次序规则”来决定Z、E的构型。主要内容有两点： 次序规则： ? ①将双键碳原子所连接的原子或基团按其原子序数的大小排列，把大的排在前面，小的排在后面，同位素则按原子量大小次序排列。 I， Br, Cl,, S, P, O, N, C, D, H ??? 当与双键C1所连接的两个原子或基团中原子序数大的与C2所连原子序数大的原子或基团处在平面同一侧时为（Z）构型，命名时在名称的前面附以（Z）字。 如： 反