第三章
学习要求:
单烯烃
1.掌握sp2杂化的特点,形成π键的条件以及π键的特性。2.握烯烃的命名方法,了解次序规则的要点及ZE命名法。3.掌握烯烃的重要反应(加成反应、氧化反应、αH的反应)。4.掌握烯烃的亲电加成反应历程,马氏规则和过氧化物效应。
分子内含有碳碳双键(CC)的烃,称为烯烃(有单烯烃,二烯烃,多烯烃),本章讨论单烯烃,通式为C
H2
。
§
31
烯烃的结构
最简单的烯烃是乙烯,我们以乙烯为例来讨论烯烃双键的结构。
一、双键的结构
CC
键能
610KJmol346KJmol
CC
由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍,说明碳碳双键不是由两个碳碳单键构成的。事实说明碳碳双键是由一个键和一个键构成的。双键CCσ键π键现代物理方法证明:乙烯分之的所有原子在同一平面上,其结构如下:
1217°
H
117°
HCCH
0133
m
0108
m
H
二、sp杂化为什么双键碳相连的原子都在同一平面?双键又是怎样形成的呢?杂化轨道理论认为,碳原子在形成双键时是以另外一种轨道杂化方式进行的,这种杂化称为sp2杂化。
sp2杂化
2p
2
2p
sp2spsp2
2
2s
激发态
杂化态
19
f2一个sp
2三个sp的关系
sp2轨道与p轨道的关系
三、乙烯分子的形成
HH
HH
HH
HH
HH
π电子云形状
C
H
C
H
乙烯中的σ键
π键的形成
未杂化的P轨道垂直于杂化的轨道,从侧面交盖称为П键,轨道上的电子称为π电子,其交盖较σ键小。所以键能小。其它烯烃的双键,也都是由一个σ键和一个π键组成的。π键键能双键键能碳碳单键键能610KJmol3462644KJmol
π键的特点:
①②③④不如σ键牢固(因p轨道是侧面重叠的)。不能自由旋转(π键没有轨道轴的重叠)。键的旋转会破坏键。电子云沿键轴上下分布,不集中,易极化,发生反应。不能独立存在。
四、其他分子的形成:(丙烯)
HH3CHCCH
20
f§
一、烯烃的同分异构现象
32
烯烃的异构和命名
烯烃的同分异构现象比烷烃的要复杂,除碳干异构外,还有由于双键的位置不同引起的位置异构和双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构(几何异构)。1.构造异构(以四个碳的烯烃为例)CH3CH2CHCH21丁烯位置异构CH3CHCHCH32丁烯碳干异构CH3CCH2CH32.顺反异构由于双键不能自由旋转,而双键碳上所连接的四个原子或原子团是处在同一平面的,当双键的两个碳原子各连接两个不同的原子或原子团时,就能产生顺反异构体。例如:
H
CC
构造异构
2甲基丙烯
HCH3
顺丁烯
bp37℃
H3CH
CC
顺r