第三章 有机金属化合物的反应
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有机化学中的金属有机化合物及催化反应有机化学是化学中的一个分支,研究有机物的结构、性质及其与化学反应的关系。
金属有机化合物是有机化学中广泛应用的一类化合物,其特点是有机配体与金属离子形成配合物,其中金属离子起到催化反应的作用。
本文将探讨有机化学中的金属有机化合物及其催化反应的相关知识。
一、金属有机化合物的特点金属有机化合物是由有机配体与金属离子形成的有机金属化合物。
有机配体可以是烃类、烯类、环烷类、杂环化合物等有机化合物。
金属离子通常是过渡元素、碱土金属和稀土元素的离子,如铂、铜、镍、钯、锌等。
金属有机化合物具有很多的特点,其中最重要的特点是具有催化反应的作用。
金属有机化合物可以作为催化剂,加速有机化学反应的进行。
此外,金属有机化合物也具有较好的物理和化学性质,在有机合成、能源领域、材料制备和环境保护等领域中具有广泛的应用。
二、催化反应的类型在有机化学中,催化反应是非常重要的反应类型之一。
催化反应是指通过某种物质催化体系,使产物的生成速度增加的化学反应过程。
在这样的体系中,催化剂本身不参与反应,而是通过吸附或解离产生活性位点,促进反应物的吸附和反应,并降低反应中的活化能,加速反应的进行。
根据反应过程的机理和催化剂的种类,催化反应可以分为酸催化、碱催化、配位催化、脱氢氧化催化、氧化还原催化等等,其中配位催化反应是金属有机化合物最常见的应用领域之一。
三、金属有机化合物在有机化学中的应用金属有机化合物在有机合成领域中以醇、烯、苯乙烯和酰胺等化合物为反应底物,通过催化反应,生成酮、醛、酯、胺、硫醇和芳香化合物等。
例如,在Hoveyda-Grubbs与Suzuki交叉偶合反应中,金属有机化合物可以作为读出类催化剂,将烯烃乘积转化为含双键的萘类化合物。
此外,金属有机化合物也可以作为氧化剂参与有机氧化反应。
在过渡金属催化机制中,金属离子与配体通过协同作用,形成一个活性位点,使反应物更容易吸附,降低反应过程中的能量屏障,加速反应速率,形成产物。
第三章有机化学知识点总结有机化合物:含有碳元素的化合物。
常有氢和氧,还含有氮、磷、硫、卤素等元素。
【注意】(碳的氧化物、碳酸及其盐、碳的金属化合物是无机化合物)。
烃:只含有碳和氢两种元素的有机物,甲烷是最简单的烃。
)2、物理性质:甲烷是一种没有颜色,没有气味的气体。
密度比空气小,极难溶于水。
(可以用排水法和向下排空气法收集甲烷)3、化学性质:通常情况下,甲烷比较稳定,与酸性高锰酸钾等强氧化剂不反应,与强酸、强碱也不反应。
但在一定条件下,甲烷也会发生某些反应。
1)燃烧反应:CH4+2O2CO2+2H2O 。
(纯净的甲烷在空气中安静地燃烧,火焰呈淡蓝色)2)取代反应:(有机化合物分子里的原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应)甲烷与氯气的反应方程式①。
②。
③。
④。
★(条件:光照)五种产物(两种气体:一氯甲烷和氯化氢,其他三种均为液体)甲烷与氯气取代反应实验现象:气体颜色逐渐变浅,试管壁有油状液滴出现,同时试管上方有白雾生成,试管内液面逐渐降低。
二、烷烃:(烃分子中碳原子之间都以碳碳单键结合成链状,剩余价键均与氢原子结合,使每个碳原子的化合价都达到“饱和”,这样的烃叫做饱和烃,也称为烷烃)。
分子通式为C n H2n+21、烷烃的命名:烷烃碳原子数在十以内时,以甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数,其后加“烷”字,碳原子数在十以上时,以“汉字数字”代表。
例如:十一烷。
2、烷烃的物理性质:常温下的状态(设碳原子数为n),当n ≤4 时为气态;随着碳原子数的增加,烷烃的熔沸点依次升高,烷烃的密度依次增大。
3. 烷烃的化学性质:1、稳定性:与甲烷类似,通常情况下,不与强酸、强碱、高锰酸钾等强氧化剂反应。
2、可燃性:都能燃烧,反应通式为C n H2n+2+213nO2nCO2+(n+1)H2O。
3、在光照条件下能与氯气发生取代反应。
4、同系物和同分异构体1. 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称同系物。
第三章金属及其化合物化学方程式(四)铜及其化合物1、铜分别与O2、Cl2、S、I2反应化学反应方程式:2Cu+O22CuO(黑色固体)Cu+Cl2CuCl2(棕黄色烟)2Cu+S Cu2S(黑色固体) 2Cu+I22CuI2、铜和浓硫酸反应化学方程式:Cu +2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O3.铜和浓硝酸反应化学方程式:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;离子方程式:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O4.铜和稀硝酸反应化学方程式:3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2N O↑+4H2O;离子方程式: 3Cu+8H++2NO3-= 3Cu2++2N O↑+4H2O5、铜与硝酸银溶液反应化学方程式:Cu+2AgNO3===Cu(NO3)2+2Ag离子方程式:Cu+2Ag+===Cu2++2Ag6、氯化铁溶液腐蚀印刷电路板化学方程式:Cu+2FeCl3=CuCl2+2FeCl2离子方程式:Cu+2Fe3+=Cu2++2Fe2+7、铜在空气中生锈化学方程式:2Cu+O2+H2O+CO2=Cu2(OH)2CO3。
8、Cu2(OH)2CO3(碱式碳酸铜、铜绿、孔雀石)受热分解化学方程式:Cu2(OH)2CO32CuO + H2O+ CO2↑9、碱式碳酸铜溶于盐酸化学方程式:Cu2(OH)2CO3+4HCl= 2Cu Cl2+3H2O+ CO2↑10、Cu2O在非氧化性酸中,不稳定,发生歧化反应化学方程式:Cu2O+H2SO4=CuSO4+Cu+H2O离子方程式:Cu2O+2H+=Cu2++Cu+H2O11、Cu2O溶于稀硝酸化学方程式: 3Cu2O+14HNO3(稀)=6Cu(NO3)2+2NO↑+7H2O 离子方程式:3Cu2O+14H++2NO3-=6Cu2++2NO↑+7H2O12、Cu2S溶于稀硝酸化学方程式:3Cu2S +16HNO3(稀)=6Cu(NO3)2+3S+4NO↑+8H2O离子方程式:3Cu2S +16H++4NO3-=6Cu2++3S+4NO↑+8H2O13、CuS溶于稀硝酸化学方程式:3CuS + 8HNO3(稀)= 3S+3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O)离子方程式:3CuS +8H++2NO3- =3Cu2++3S +2NO↑+4H2O14、氧化铜氧化氨气化学方程式:3CuO+2NH33Cu+N2+3H2O15、氧化铜受热10000C以上分解化学方程式:4CuO 2Cu2O +O2↑16、SO2通入氯化铜溶液中反应离子方程式:2Cu2++2Cl-+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H++SO42-17、将铜粉加入氯化铜溶液中反应离子方程式:Cu2++2Cl-+Cu= CuCl↓18、将KI溶液加入到氯化铜溶液中反应离子方程式:2Cu2++4l-= 2Cul↓+ l219、氢氧化铜溶于强酸离子方程式:Cu(OH)2+2H+=Cu2++2H2O20、氢氧化铜溶于氨水离子方程式:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++ 2OH-+4H2O21、氢氧化铜受热分解化学方程式:Cu(OH)2 CuO+ H2O。