有机化学_03不饱和烃的种类与分子结构
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不饱和烃命名不饱和烃是指分子中含有C=C双键或C≡C三键的有机分子,因其分子内含有不饱和键而具有较强的化学活性,是有机化学中的重要分子类别之一。
不饱和烃包括烯烃和炔烃两大类。
烯烃是指分子中含有一个或多个C=C双键的有机分子。
烯烃按照双键数目可以分为单烯、二烯、三烯等。
对于不同种类的烯烃,其分子结构和性质也各不相同。
单烯是最简单的烯烃,最常见的单烯是乙烯(C2H4),有着较小的极性和较强的活性,因此在有机合成和化工生产中应用广泛。
二烯较少见,比较有代表性的是丁二烯(C4H6),通常用于合成丁基橡胶。
三烯非常少见,通常是一些天然化合物的组成部分。
炔烃是指分子中含有一个或多个C≡C三键的有机分子。
炔烃也有不同的种类,包括单炔、双炔、三炔等。
比较有代表性的炔烃是乙炔(C2H2),其是工业化学中非常重要的原料。
命名不饱和烃时,首先要确定分子的主链,并找出每个双键或三键的存在。
主链的选取原则是要求主链包含多数碳原子,并使取代基数目最小。
对于不饱和键,需要在主链上标记,使用体系名称,标记方法如下:对于烯烃,可以将双键所在的碳原子编号,并在前面加上ene后缀,如乙烯为ethene,但是对于分子中存在多个双键时,应使用二烯、三烯等前缀,如丁二烯为buta-1,3-diene。
对于炔烃,可以将第一个三键所在的碳原子编号,并在前面加上yne后缀,如乙炔为ethyne,但是对于分子中存在多个三键时,应使用二炔、三炔等前缀,如丙二炔为prop-1,2-diyne。
此外,对于分子中存在双键和三键的混合物,需要在前缀中同时包含ene和yne,如苯乙烯为phenylethene,但是对于存在双键和三键都有的复合烃,可以使用diene、triene、diyne、triyne等前缀表示。
总之,不饱和烃是有机化学中重要的一类分子,它分为烯烃和炔烃两大类,根据烯烃和炔烃分子中不饱和键的数目,可以分为不同种类的单烯、二烯、三烯、单炔、双炔、三炔等。
有机化合物烃有机化合物是由碳和氢元素组成的化合物,其中一类重要的有机化合物就是烃。
烃是一类只含有碳和氢元素的化合物,根据碳原子间的连接方式和键的类型,烃可以分为饱和烃和不饱和烃两大类。
下面将介绍有机化合物烃的基本概念、分类、性质和应用。
一、烃的基本概念烃是一类由碳和氢元素构成的有机化合物,是有机化学的重要基础。
烃分子中的碳原子通过共价键连接,形成一个或多个碳链。
根据碳原子间键的类型,烃可分为饱和烃和不饱和烃。
1. 饱和烃饱和烃的分子中只含有碳碳单键,没有碳碳双键或三键,分子结构相对稳定。
饱和烃包括烷烃和环烷烃两类。
(1)烷烃:烷烃分子中只含有碳碳单键,不含有碳碳双键或三键。
烷烃按碳原子数目而命名,常见的有甲烷、乙烷、丙烷等。
(2)环烷烃:环烷烃的碳原子间形成一个或多个环状结构。
环烷烃根据碳原子数目而命名,如环己烷、环戊烷等。
2. 不饱和烃不饱和烃的分子中存在碳碳双键或三键,分子结构相对不稳定。
不饱和烃包括烯烃和炔烃两类。
(1)烯烃:烯烃分子中含有一个或多个碳碳双键。
烯烃根据碳原子数目和双键位置而命名,如乙烯、丁烯等。
(2)炔烃:炔烃分子中含有一个或多个碳碳三键。
炔烃根据碳原子数目和三键位置而命名,如乙炔、丙炔等。
二、烃的性质烃具有一系列特定的性质,包括物理性质和化学性质。
1. 物理性质烃常温下多为无色、无味的液体或气体,部分烃可以形成固体。
烃的密度较小,通常比水轻。
烃的沸点和熔点与其分子量以及分子结构有关,分子量大的烃沸点和熔点较高。
2. 化学性质(1)燃烧性:烃能与氧气发生剧烈的燃烧反应,释放大量热能。
烷烃燃烧产生水和二氧化碳,烯烃和炔烃燃烧产生水和二氧化碳,同时释放出明亮的火焰。
(2)加成反应:不饱和烃具有较强的化学活性,可以进行加成反应。
例如,乙烯可以与溴水反应生成1,2-二溴乙烷。
(3)取代反应:烷烃可以进行取代反应,取代烃基或氢原子。
例如,甲烷可以与氯气反应生成氯代甲烷。
三、烃的应用烃是化工工业中重要的原料,广泛应用于能源、化学品合成和制备有机化合物等方面。
《不饱和烃》导学案一、学习目标1、了解不饱和烃的定义、分类及常见代表物。
2、掌握不饱和烃中烯烃和炔烃的结构特点。
3、理解不饱和烃的化学性质,包括加成反应、氧化反应等。
4、学会不饱和烃的命名方法。
二、知识回顾在学习不饱和烃之前,我们先来回顾一下烃的相关知识。
烃是只由碳和氢两种元素组成的有机化合物。
根据碳骨架的不同,烃可以分为链烃和环烃。
链烃又可以分为烷烃、烯烃和炔烃。
烷烃是饱和烃,其分子中碳原子之间以单键相连,通式为CₙH₂ₙ₊₂(n≥1)。
三、不饱和烃的定义与分类1、不饱和烃的定义不饱和烃是指分子中含有碳碳双键或碳碳三键的烃。
2、不饱和烃的分类(1)烯烃:分子中含有碳碳双键的烃,通式为 CₙH₂ₙ(n≥2)。
(2)炔烃:分子中含有碳碳三键的烃,通式为 CₙH₂ₙ₋₂(n≥2)。
四、烯烃的结构以乙烯(C₂H₄)为例,其分子结构为平面结构,两个碳原子和四个氢原子在同一平面上。
碳碳双键中的一个键较稳定,另一个键容易断裂,这决定了烯烃的化学性质比较活泼。
五、炔烃的结构以乙炔(C₂H₂)为例,其分子为直线结构,碳碳三键中的两个键容易断裂,使得炔烃也具有较强的化学活性。
六、不饱和烃的命名1、选主链选择含有碳碳双键或碳碳三键的最长碳链为主链。
2、编号位从距离双键或三键最近的一端开始编号。
3、写名称在名称前注明双键或三键的位置。
例如:CH₃CH=CHCH₃命名为 2-丁烯。
七、不饱和烃的化学性质1、加成反应(1)烯烃的加成例如,乙烯与溴水发生加成反应生成 1,2-二溴乙烷:CH₂=CH₂+Br₂ → CH₂BrCH₂Br。
(2)炔烃的加成如乙炔与氢气加成生成乙烯或乙烷:CH≡CH + H₂ → CH₂=CH₂(条件:催化剂、加热);CH≡CH + 2H₂ → CH₃CH₃(条件:催化剂、加热)。
2、氧化反应(1)烯烃的氧化烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(2)炔烃的氧化炔烃也能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
八、不饱和烃的来源与用途1、来源不饱和烃主要来源于石油的裂解和催化重整。
高二化学不饱和烃【本讲主要内容】不饱和烃乙烯、乙炔的结构、性质、制法和用途,并由此推广到不饱和烃的结构特点和通性。
了解不饱和烃的概念和烯烃、炔烃在组成、结构、重要化学性质上的共同点,以及物理性质随分子中的碳原子数目的增加而变化的规律性。
掌握加成反应、聚合反应以及加聚反应的涵义和机理。
【知识掌握】 【知识点精析】 一. 乙烯1. 乙烯的结构和组成分子式 电子式 结构式 结构简式 空间构型:平面型结构,六个原子共平面不饱和烃——分子里含有碳碳双键(C=C )或碳碳叁键(C ≡C ),碳原子所结合的氢原子数少于相同碳原子数的饱和链烃的氢原子数的烃称为不饱和烃。
2. 乙烯的实验室制法(1)药品:CH 3CH 2OH (酒精)与浓硫酸(体积比约为1:3) (2)反应原理(3)制备装置:液-液加热反应装置,并使用温度计,如右上图。
(4)收集方法:排水法 (5)实验注意事项及说明 3. 乙烯的性质(1)物理性质:通常情况下,乙烯是一种无色、稍有气味、难溶于水的、比空气略轻的气体。
(2)化学性质 ① 氧化反应a. 可燃性 CH 2=CH 2 +3O 2−−→−点燃2CO 2+2H 2Ob. 使酸性KMnO 4溶液褪色——可用于鉴别甲烷和乙烯(饱和烃和不饱和烃)c. 可被氧气催化氧化生成乙醛、环氧乙烷等。
② 加成反应C C H H HH +Br BrC C HH H Br HBr加成反应——有机物分子中双键(或叁键)两端的碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应,叫做加成反应。
CH 2=CH 2 + H 2CH 3CH 3CH 2=CH 2 + HCl催化剂CH 3CH 2Cl (一氯乙烷) CH 2=CH 2 + H 2O催化剂CH 3CH 2OH (酒精的工业制法)③ 聚合反应CH 2=CH 2+CH 2=CH 2+CH 2=CH 2+……−→−—CH 2—CH 2—+—CH 2—CH 2—+—CH 2—CH 2+…… −→−—CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—CH 2……n CH 2=CH 2−−−→−催化剂[— CH 2—CH 2 ]— n 高分子或高聚物——聚乙烯的分子很大,相对分子质量可达到几万到几十万,属于高分子化合物,简称高分子或高聚物。
第三章 不饱和烃不饱和烃是指分子结构中含有碳碳双键或三键的烃。
不饱和烃中含有碳碳双键的叫烯烃,含有碳碳三键的称为炔烃。
含有两个或多个碳碳双键的不饱和烃称为二烯烃和多烯烃。
一个不饱和烃分子结构中同时含有碳碳双键和三键则称为烯炔。
不饱和烃的双键和三键不太牢固,容易发生亲电加成反应、取代反应及氧化反应。
烯烃是指含有碳碳双键的不饱和烃,包括链状烯烃和环状烯烃,其官能团为碳碳双键。
链状烯烃的通式为C n H 2n (n ≥2)。
相对于饱和烷烃,烯烃分子结构中每增加1个双键则减少2个氢原子。
一、烯烃的结构和异构现象 (一)烯烃的结构烯烃的结构中主要特征部分为碳碳双键,以最简单的烯烃-乙烯为例来了解双键的结构,乙烯的分子式为C 2H 4,乙烯的两个C 原子和四个氢原子均在同一个平面上,每个碳原子只和3个原子相连,为平面型分子。
碳碳双键由1个σ键和1个π键构成,而不是两个单键构成。
乙烯的平面构型如图3-1(a )所示,分子模型见图3-1(b )和3-1(c )。
CCH HH H121.7°117°0.108nm(a)乙烯的平面构型 (b)球棍模型 (c)比例模型图3-1 乙烯分子的结构拓展阅读碳原子的sp 2杂化和π键杂化轨道理论认为,乙烯分子中的碳原子在成键过程中,处于激发态的1个2s 轨道和2个2p 轨道进行杂化,形成3个能量相同的sp 2杂化轨道,称为sp 2杂化,其杂化过程可表示为:2s 2p激发sp 2杂化sp 2杂化轨道2p2s 2p基态激发态杂化态形成的3个sp 2杂化轨道中每个含有1/3的s 轨道成分和2/3的p 轨道成分,形状是一头大一头小;3个sp 2杂化轨道的对称轴分布在同一平面上,夹角为120°,呈平面三角形,每个碳原子还有一个2p z 轨道未参与杂化,其对称轴垂直于3个sp 2杂化轨道的对称轴所形成的平面,见图3-2。
由此可见,乙烯分子中碳碳双键是由1个σ键和1个π键组成的,π键是由2个p 轨道侧面重叠形成的,电子云分布于键轴上下,键能较小,同时由于π键电子云离核较远,受原子核束缚力较弱,容易被外电场极化,所以π键不稳定,比σ键容易断裂。
第三章 不饱和烃思考题习题3.1 写出含有六个碳原子的烯烃和炔烃的构造异构体的构造式。
其中含有六个碳原子的烯烃,哪些有顺反异构?写出其顺反异构体的构型式(结构式)。
(P69)解:C 6H 12有13个构造异构体,其中4个有顺反异构体:CH 2=CHCH 2CH 2CH 2CH 3CH 3CH=CHCH 2CH 2CH 3CH 3CH 2CH=CHCH 2CH 3(Z,E)(Z,E)CH 2=CCH 2CH 2CH 33CH 2=CHCHCH 2CH 33CH 2=CHCH 2CHCH 33CH 3C=CHCH 2CH 33CH 3CH=CCH 2CH 33CH 3CH=CH 2CHCH 33(Z,E)(Z,E)CH 2=CHCCH 3CH 3CH 3CH 2=CCHCH 3CH 3CH 3CH 3C=CCH 3CH 3CH 3CH 22CH 3CH 2CH 3C 6H 10有7个构造异构体:CH CCH 2CH 2CH 2CH 3CH 3C CCH 2CH 2CH 3CH 3CH 2C CCH 2CH 3CH CCHCH 2CH 33CH CCH 2CHCH 33CH CC(CH 3)3CH 3C CCHCH 33习题3.2 用衍生物命名法或系统命名法命名下列各化合物:(P74)(1) (CH 3)2CHCH=CHCH(CH 3)2 对称二异丙基乙烯 or 2,5-二甲基-3-己烯(2)(CH 3)2CHCH 2CH=CHCHCH 2CH 3CH 3123456782,6-二甲基-4-辛烯(3) CH 3CH 2C CCH 2CH 3123456二乙基乙炔 or 3-己炔(4) CH 3CH 2C(CH 3)2C CH 12345 3,3-二甲基-1-戊炔(5) CH 2=CHCH 2CCH 123451-戊烯-4-炔(6) HCC C=CCH=CH 2CH 2CH 2CH 3CH 2CH 2CH 31234563,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔(7)CH 3CH 3 2,3-二甲基环己烯(8) CH 3CH 35,6-二甲基-1,3-环己二烯习题3.3 用Z,E-命名法命名下列各化合物:(P74)(1) ↑C=CCH 2CH 3H ClBr↑ (Z)-1-氯-1-溴-1-丁烯(2) ↓C=C F CH 3ClCH 3CH 2↑ (E)-2-氟-3-氯-2-戊烯 (3) ↑C=CCH 2CH 3CH 2CH 2CH 3HCH 3↓ (E)-3-乙基-2-己烯(4) ↓C=CCH(CH 3)2CH 2CH 2CH 3CH 3H↑ (E)-3-异丙基-2-己烯习题3.4 完成下列反应式:(P83)(1) C 3H 7C CC 3H7C=C H C 3H HC 3H 7(2) 3C 3H 7C CC 3H 7C=C H C 3H C 3H 7H(3) + Br 2C=C HC 2H 5C 2H 5H25(4)CC HOOCCOOH C=CHOOCBr Br COOH+ Br2习题3.5 下列各组化合物分别与溴进行加成反应,指出每组中哪一个反应较快。
饱和烃和不饱和烃饱和烃和不饱和烃是现代化学研究的重要研究领域,两者历史悠久,并在我们日常生活中都有重要的应用。
管在化学概念和内容上有着明显的区别,它们仍然是一类有机物质,其分子中含有碳和氢原子,以不同的形式组成。
饱和烃是由一种或几种不同的碳衍生物构成的类似物质,其分子中所有的碳原子均与每个碳原子最多共享四个氢原子。
它们形成固体,因此也被称为固态烃,常见的饱和烃有脂肪烃、烷烃和烯烃等。
其中,脂肪烃是一类包含一个或多个双键的有机物,它们具有非常高的沸点,是人类日常生活中非常重要的物质,也是石油、天然气和其他石油产品的主要成分。
另外,烷烃和烯烃也是重要的有机物,它们可以用于制造各种化学品,如合成橡胶和染料等。
不饱和烃是由一个或多个可以形成单键或多键的碳衍生物构成的类似物质,它们的分子中的某些碳原子只与每个碳原子最多共享两个氢原子。
由于它们分子中碳原子的不饱和特性,它们具有更低的沸点,蒸气压会受到更大的影响,它们也易被氧化,可能会产生自由基。
因此,不饱和烃主要用于制备润滑剂、染料和涂料等特殊性产品。
饱和烃和不饱和烃也受到其原子加成反应产生的不同物质的影响。
具体而言,饱和烃通过原子加成反应可以生成分子量较大的烃,而不饱和烃则可以产生分子量较小的产物。
此外,饱和烃的分子反应性较弱,因此它们往往能够生成低分子量的烃,而不饱和烃则对高分子量的烃有着较强的反应性,可以帮助人们制造出更加复杂的有机物。
此外,它们之间也存在着原子交换反应。
它们之间的原子交换反应是一种不可逆的化学反应,通过它可以产生出新的有机物质,这些新的有机物质的分子结构会比起原反应物更加复杂,能够为化学工业提供更多的原料。
总之,饱和烃和不饱和烃虽然在化学概念上有着明显的区别,但它们都是现代化学研究的重要部分,在人类日常生活中也都有重要的应用,如用于制造润滑剂、染料和涂料等特殊性产品。
它们之间还存在着原子加成反应和原子交换反应,有助于制造出更复杂的有机物质,从而满足人们在工业生产中的不同需求。
[第03章 不饱和烃]一、单项选择题1、下列各组中属于位置异构的是( )A 、B 、C 、D 、2、可用来鉴别1-丁炔和2-丁炔的溶液是()A 、三氯化铁B 、高锰酸钾C 、银氨溶液D 、溴水 3、烯烃和溴的加成反应可产生的现象是( )A 、沉淀B 、气体C 、变色D 、褪色 4、2-甲基-2-丁烯与HBr 加成的产物是()A 、B 、C 、D 、5、下列化合物中有顺反异构体的是( ) A 、 B 、C 、D 、6、下列化合物中,属于共轭二烯烃的是() A 、 B 、C 、D 、7、能鉴别丙烯和丙烷的试剂为 ( )A 、浓硝酸B 、浓硫酸C 、氢氧化钠溶液D 、高锰酸钾酸性溶液 8、下列各组化合物为同系物的是( )A 、B 、C 、D 、 9、下列各组化合物为同分异构体的是( )A 、B 、C 、D 、 C C C C C C C CC与 C C C C C 与C C CC C C C C C C C C与C C C C CC C C C C 与C CCC C C C C C CH 3CH CH CH 3CH 3Br CH 3CH CH 3CH 3CH 2C CH 3CH 3CH 3Br CH 2C CCH 3CH 3CH 3BrCH 3C C CH 3CH 3CH 2CH C H 2CH 3CH C HCH 3(CH 3CH 2)2C C HCH 3CH 2CH CHCH 2CH 2CH CH CH 2CH CHCH 2CH 2CH CH 2CH CCH 3CH 2CH CH 4CH 3CH 2CH 3与CH 2 CHCH 3CH 3CH 2CH 3与CH 2 C H 2CH CH 与CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CHCH 3CH 3与CH 4CH 3CH 2CH 3与CH 2 CHCH 3CH 3CH 2CH 3与CH 2 C H 2CH CH 与CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CHCH 3CH 3与10、分子中既有SP 3 ,又有 SP 2杂化碳原子的是 ( )A .CH 2=CH 2B .CH 3—CH 3C .CH 2=CH —CH 3D .HC ≡C —CH 3 11、下列物质分别与硝酸银的氨溶液作用时,有白色沉淀产生的是( )A .HC ≡C —CH 3B CH 2=CH —CH 3C CH 3CH 2CH 3D CH 3—C ≡C —CH 3 12、下列物质中,有顺反异构体的是( )A .1—丁烯B .2—甲基—2—丁烯C .3—乙基—2—戊烯D .4—甲基—3—庚烯 13、能与AgNO 3的氨溶液反应生成白色沉淀的是( )A 、CH 2=CH -CH 3B 、CH 3-CH 2-CH 3C 、CH 3-C≡C-CH 3D 、CH≡C-CH 314、鉴别烯烃和烷烃可选用下列哪组试剂( ) ①KMnO 4溶液 ②Br 2/CCl 4 ③NaOH ④水 A .①③ B .①② C .③ D .④ 15、乙烯和水的反应属于( )A. 取代反应B. 氧化反应C. 加成反应D. 聚合反应16、 下列有机物的名称不正确的是( )A 、 2-甲基丁烷B 、 2-甲基-1-丁烯C 、3 -甲基-2-戊烯D 、2-乙基戊烷 17、 下列化合物的名称错误的是( )A 、 2-丁烯B 、2,3-二甲基-1-丙烯C 、 2-甲基-2-丁烯D 、2-甲基-1-戊烯 18、 CH 2=CH-CH=CH 2 的共轭体系是( )A 、p,π-共轭B 、P ,P -共轭C 、π,π-共轭D 、 σ,π-共轭 20、下列属于烯烃的通式是( )A 、CnH 2nB 、CnH 2n+2C 、CnH 2n-2D 、CnH 2n-6 (n≥6) 21、下列属于烯烃的是( )A 、C 2H 4B 、C 2H 6 C 、C 2H 2D 、C 3H 4 22、下列各组碳架式属于碳链异构的是( )A 、B 、与C 、D 、与23、烯烃和溴的加成反应可产生的现象是( )A 、沉淀B 、气体C 、变色D 、褪色24、与HBr 加成的产物是( )C C C C C C C CC与 C C C C C C C C CCC C C C C与C C C C CC C CCCC C C CCCH 3CHCH 3CH 3CA 、B 、C 、D 、25、能鉴别丙烯和丙烷的试剂为 ( )A 、浓硝酸B 、浓硫酸C 、氢氧化钠溶液D 、高锰酸钾酸性溶液 26、此烃结构式为CH 3CH 2CH =C (CH 3)CH 2CH 3其名称是( )A 、4-甲基-3-己烯B 、3-甲基-3-己烯C 、2-甲基-3-己烯D 、3-庚烯 27、1-戊烯与氯化氢反应生成的主要产物是( )A 、1-氯戊烷B 、2-氯戊烷C 、3-氯戊烷D 、1-氯-2-甲基丁烷 28、在有机化合物中,单键碳原子( )A .采取SP 3 杂化B .采取SP 2杂化C .采取SP 杂化D .不杂化 29、分子中既有SP 3 ,又有 SP 2杂化碳原子的是 ( )A .CH 2=CH 2B .CH 3—CH 3C .CH 2=CH—CH 3D .HC≡C—CH 3 30、下列物质中,属于烷烃的是( )A .HC≡C—CH 3B 、CH 2=CH—CH 3C 、CH 3CH 2CH 3D 、CH 3—C≡C—CH 3 31、下列物质中,属于烯烃的是( )A . HC≡C—CH 3B 、CH 3CH 2CH 3C 、CH 3CH 2CH 3D 、CH 2=CH 2 32、下列化合物不能使KMnO 4褪色的是( )A .丙烷B 、丙烯C 、丙炔D 、1,3—丁二烯 33、丙烯与HBr 反应的类型的是( )A .加成反应B 、氧化反应C 、聚合反应D 、取代反应 34、丙烯与KMnO 4反应的类型的是( )A .加成反应B 、氧化反应C 、聚合反应D 、取代反应 35、1--丁烯经氧化后所得主要产物是( )A 、甲酸和乙酸B 、甲酸和丙酸C 、甲酸和二氧化碳D 、丙酮和二氧化碳 36、按次序规则,下列基团中是最优基团的是( )A -OCH 3B -BrC -HD -CH 3 37、下列化合物中无顺反异构体的是( )A 、2-丁烯B 、2-氯-2-丁烯C 、2-戊烯D 、2-甲基-2-丁烯 二、填空题1、烯烃的通式为 ,官能团 ,最简单的烯烃是 。