有機(jī)化學(xué)飽和烴-閱讀頁
2024-09-09 12:05本頁面
【正文】 P a。3 .5 h ,9 8 %本章重點(diǎn)： ① 烷烴的命名； ② 甲烷的結(jié)構(gòu) ， sp3雜化與四面體構(gòu)型； 乙烷的構(gòu)象 ， 丁烷的構(gòu)象； ③ 氫原子的活潑性： 3?H＞ 2?H＞ 1?H； 自由基的穩(wěn)定性： 3?＞ 2?＞ 1?＞ CH3 例如： (一 ) 烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu) (1) 烯烴的結(jié)構(gòu) (2) 炔烴的結(jié)構(gòu) (一 ) 烯烴和炔烴的結(jié)構(gòu) (1) 烯烴的結(jié)構(gòu) 實(shí)驗(yàn)事實(shí)：儀器測(cè)得 乙烯中六個(gè)原子共平面 ： CCHHHH。(甲 ) 雜化軌道理論的描述 C2H4中， C采取 sp2雜化，形成三個(gè)等同的 sp2雜化軌道： 雜化 3 個(gè) sp 2雜化激發(fā)sp2雜化軌道的形狀與 sp3雜化軌道大致相同，只是 sp2雜化軌道的 s成份更大些： sp 3sp 2 為了減少軌道間的相互斥力，使軌道在空間相距最遠(yuǎn)，要求平面構(gòu)型并取最大鍵角為 120176。C3個(gè)sp 雜化軌道2取最大鍵角為120 。 乙烯分子中有兩個(gè)未參加雜化的 p軌道，這兩個(gè) p軌道可通過線性組合（加加減減）而形成兩個(gè)分子軌道： p( ? ? ?p( ? ? ?能量?? * ? ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? ?? ?+ + p( ? ? ?p( ? ? ?能量?? * ? ? ?? ? ?? ?? ? ?? ? ?? ?+ + ? ? ?? ? :節(jié)面++++有一個(gè)節(jié)面? ? ?? ? :+無節(jié)面+ + 分子軌道理論解釋的結(jié)果與價(jià)鍵理論的結(jié)果相同，最后形成的 π鍵電子云為兩塊冬瓜形，分布在乙烯分子平面的上、下兩側(cè)，與分子所在平面對(duì)稱： HHH HCC 動(dòng)畫 (乙烯的結(jié)構(gòu) ) HH HCCCH 3 HH HCCC 2 H 5丙烯的結(jié)構(gòu) 丁烯的結(jié)構(gòu) 其它烯烴分子中的 C=C： 小 結(jié) π鍵的特性： ① π鍵不能自由旋轉(zhuǎn) 。 碳碳雙鍵鍵能為 611KJ/mol,碳碳單鍵鍵能為347JK/mol, ∴ π鍵鍵能為 611347=264K/mol ③ π鍵電子云流動(dòng)性大 ， 受核束縛小 ， 易極化 。 (2) 炔烴的結(jié)構(gòu) 以乙炔為例 。 ，直線構(gòu)型： C乙炔分子的 σ骨架： CCH H每個(gè)碳上還有兩個(gè)剩余的 p軌道，相互肩并肩形成 2個(gè) π鍵： HH C C(動(dòng)畫，乙炔的結(jié)構(gòu) ) (動(dòng)畫， sp雜化碳 ) 其電子云的形狀為對(duì)稱于 σCC鍵的周圍： P44圖 39(II) 小 結(jié) ① － C≡C－中碳原子為 sp雜化； ② － C≡C－中有一個(gè) σ鍵 、 2個(gè)相互 ⊥ 的 π鍵； ③共價(jià)鍵參數(shù)： 8 3 7 K J / m o l 3 4 7 K J / m o l( )H HC C0 . 1 0 6 n m 0 . 1 2 0 n m 0 . 1 5 4 n m 0 . 1 1 0 n mCC HH 3 H 23 3 4 7 = 1 0 4 1x6 1 1 K J / m o l0 . 1 3 4 n m 0 . 1 0 8 n mCC HHH 2why? 原因： ① － C≡C－中有 1個(gè) σ和 2個(gè) π鍵； ② sp雜化軌道中的 S成份多。 例：丁炔只有兩種異構(gòu)體，丁烯有四種異構(gòu)體： C 4 H 6 ： C H C C H 2 CH 3 1 丁炔 CH 3 C CCH 3 2 丁炔CH 2 = C H C H 2 C H 3 CH2 =CCH 3C H 31 丁烯順 2 丁烯2 －甲基丙烯（異丁烯）I IIIC = CH 3 CHHCH 3C = CH 3 C HH CH 3反 2 丁烯II(A) II(B)例 2 戊炔有 3種異構(gòu)體，戊烯有 6種異構(gòu)體： C H C C H 2 C H 2 C H 3 C H 3 C C C H 2 C H 3 C H C C H C H 3C H 31 戊 炔 2 戊 炔 3 甲 基 1 丁 炔戊炔： 戊烯： C H 2 C H C H 2 C H 2 C H 3 C CHC H 3HC H 2 C H 3C CHC H 3H C H 2 C H 3C H 2 C H C H C H 3C H 3C H 2 C C H 2 C H 3C H 31 戊 烯順 2 戊 烯 反 2 戊 烯3 甲 基 1 丁 烯 2 甲 基 2 丁 烯C H 3 C H C ( C H 3 ) 22 甲 基 1 丁 烯注 意 形成順反異構(gòu)的條件： ① 必要條件：有雙鍵 ②充分條件：每個(gè)雙鍵碳原子必須連接兩個(gè)不同的原子或原子團(tuán)。 CH 2 = C H CH3 C H = C H CH 2 = C H C H 2 CH 3 C = C H 2乙烯基 丙烯基 烯丙基 異丙烯基H C C CH 3 C C H C C C H 2 C H = C H 乙炔基 丙炔基 1 , 2 亞乙烯基炔丙基(2) 烯烴和炔烴的命名 (甲 ) 衍生物命名法 衍生物命名法只適用于簡(jiǎn)單的烯烴和炔烴 。 將其它的烯 、 炔看作乙烯或乙炔的衍生物 。 ①要選擇含有 C=C或 C≡C的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈； ②編號(hào)從最距離雙鍵或三鍵最近的一端開始，并用阿位伯?dāng)?shù)字表示雙鍵的位置。 CH CC H=C CH=C H 2CH 2 CH 31234563乙 基 1,3 己二烯5 炔3 戊 烯 1 炔C H C C H = C H C H 31 2 3 4 5④ 若雙鍵、三鍵處于相同的位次供選擇時(shí)，優(yōu)先給雙鍵以最低編號(hào)。例： C=CHCH 3H 3 CH CH 3C=CH 3 CHH順2丁烯I反2丁烯II 105 C。：：( )( )2丁烯:Ⅰ —— 順式，兩個(gè)甲基位于雙鍵的同側(cè)； Ⅱ —— 反式，兩個(gè)甲基位于雙鍵的異側(cè)。 官能團(tuán)大小次序規(guī)則： ① 把雙鍵碳上的取代基按原子序數(shù)排列，同位素： D＞ H， 大的基團(tuán)在同側(cè)者為 Z，大基團(tuán)不在同側(cè)者為 E。 C=CH 3 C HClBr大小 小大C=CH 3 CBrClH大小小大E1氯－ 2溴丙烯 Z1氯－ 2溴丙烯 ② 連接在雙鍵碳上都是碳原子時(shí)，沿碳鏈向外延伸。 C CH(C)(C)(C) (C)可看作C CHH HC C H( C )( C ) C H = C H 2 可看作 ∴ C?CH ＞ CH=CH2 根據(jù)以上規(guī)則，常見基團(tuán)優(yōu)先次序如下所示： － I ＞ － Br ＞ － Cl ＞ － SO3H ＞ － F ＞ － OCOR ＞ － OR…… CH 3 CH 2CH 3CH(CH 3 ) 2CH 2 CH 2 CH 3C=C(H,H,C)C C(C,C,H)(H,H,H)C C(C,H,H)C=CCH 3 CH 2 CH 2CH 3 CH 2 CH=CH 2C CH(H,H,C)C,(H,H,C)C(H,H,H)C,(H,H,C)CC(C,C,C)C(C,C,H)Z3甲基4異丙基3庚烯 Z ∴ Z,E命名法不能同順反命名法混淆。 2． 沸點(diǎn)： 末端烯烴的沸點(diǎn)＞同碳數(shù)烷烴； 相對(duì)分子質(zhì)量 ↑，烯烴和炔烴的沸點(diǎn) ↑； 碳數(shù)相同時(shí)，正構(gòu)烯、炔的沸點(diǎn)＞異構(gòu)烯、炔； 碳架相同時(shí)，末端烯、炔的沸點(diǎn)＞內(nèi)烯、炔 (不飽和鍵位于碳鏈的中間 )； 雙鍵位置相同時(shí)，順式烯烴的沸點(diǎn)＞反式烯烴； 3. 熔點(diǎn) ：分子的對(duì)稱性 ↑，烯、炔的熔點(diǎn) ↑。 4. 相對(duì)密度 ：烯烴和炔烴的相對(duì)密度＞同碳數(shù)烷烴 5. 折射率 ： 烯烴和炔烴分子中含有 π鍵，電子云易極化，它們的折射率＞同碳數(shù)烷烴。 ⑤ 炔氫的弱
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