有机化学ppt课件第三章
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大学有机化学 烯烃和炔烃PPT优质课件
C + Br
C
极性 Br
C
Bδr+
δBr
慢
C B+r + Br-
C
C
π- 络合物
.
σ- 络合物 (溴鎓离子)
第二步： 背面
Br
Br- +
C B+r
快
C
C
C
Br
.
第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃 (三、烯烃的性质)
2. 加卤化氢 (HX)
X
C C + HX
CC
H
烯烃与卤化氢同样发生分步的、亲电性加成反应
.
3个sp2杂化轨道取平面正
三角形分布，与未杂化的
p 轨道垂直。sp2 杂化轨
道之间的夹角为 120o.
第三章 烯烃和炔烃 第一节 烯烃 (一、烯烃的结构)
头碰头重叠形成C—Cσ 键
键: 284 kJ/mole
.
肩并肩重叠形
成键，重叠
程度较小, 键 较不牢固，不 能自由旋转。
键键能 357kJ/mole
第三章 烯烃和炔烃
第一节 烯 烃
一 烯烃的结构 二 命名和异构 三 烯烃的性质 四 共轭烯烃
第二节 炔 烃
一 炔烃的结构 二 异构和命名 三 炔烃的性质
.
第三章 烯烃和炔烃
第三章 烯烃和炔烃
（Alkenes and Alkynes）
分子中含C=C双键的叫烯烃; 而含C≡C叁键的叫炔烃。烯烃 和炔烃都是不饱和烃 (Unsaturated hydrocarbons)。
.
诱导效应: 多原子分子中，由于原子和基团电负性的不同，引起 键的极性并通过通过静电诱导作用依次影响分子中不 直接相连的键，使之发生极化，从而引起整个分子中 电子云分布发生改变的作用。用符号 I 表示。
有机化学第三章环烷烃
2、加成反应 、
小环烷烃，特别是环丙烷，和一些试剂作用时易发生开环。 小环烷烃，特别是环丙烷，和一些试剂作用时易发生开环。 A: 加氢（随碳原子数增加，环的稳定性增加；加氢反应条 加氢（随碳原子数增加，环的稳定性增加； 件也愈苛刻） 件也愈苛刻）
Ni + H2 40 C Ni 110 C Pt 330 C以 上 以
互为构象异构体。 互为构象异构体。
重叠式构象
交叉式构象
一、环己烷的构象
1918年 Mohr提出非平面无张力环学说，提出环已烷 年 提出非平面无张力环学说， 提出非平面无张力环学说 的六个碳原子都保持正常键角109o28’的椅式和船式构象。 构象。 的六个碳原子都保持正常键角 的椅式和船式构象
1、椅式构象（稳定的极限构象） 椅式构象（稳定的极限构象）
环 丁烷 环 丙烷 cyclopropane cyclobutane
环戊烷 cyclopentane
CH3 CH3 A: Isopropylcyclopentane
CH2CH2CH2CH2CH3 B: 1-Cyclobutylpentane
C3
2
4
D
1
5 4 3 2
E
CH3 CH3 CH CH3
F
CH3 CH3 CH3CCH CH3 Br
+ HBr
3、氧化反应 、
a）小环不被高锰酸钾，臭氧所氧化 ）小环不被高锰酸钾，
+ KMnO4 + O3 H+ × H+ ×
应用：鉴别小环与不饱和烃类化合物 应用：
CH3 CH=C H 3C H3C CH3 KMnO4 H3C H
+
COOH +
有机化学课件 第三章 烯烃3
应经历溴 离子、反式加成。 • 反应经历溴鎓离子、反式加成。
Br H C C CH3 H H3C H C Br
+
H3C C C
H
H C
Br2
CH3
H Br
-
CH3 H CH3 C
Br
CH3
Br C H CH3
CH3 Br H (R) H Br (R) CH3 dl-
CH3 H Br (S) Br H (S) CH3
CH3 CH3 C CH=CH2 CH3 CH3 CH3 C CH CH3 + CH3 H3C Cl CH3 C CH CH3 Cl CH3 83%
HCl
17%
反应经历碳正离子中间体。 反应经历碳正离子中间体。 1,2-甲基迁移、1,2-负氢迁移。重排为更稳定的碳正离子。 1,2-甲基迁移、1,2-负氢迁移。重排为更稳定的碳正离子。
试比较下列分子或离子的超共轭效应大小。 [讨论] (1) 试比较下列分子或离子的超共轭效应大小。 讨论]
1) CH3CH=CH2 CH3CH2CH=CH2 (CH3)2CHCH=CH2 A B C 2) (CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH3 A B C D
+ + + +
(2) 试静态分析烯烃双键碳原子上电子云密度的大小。 试静态分析烯烃双键碳原子上电子云密度的大小。
碳正离子稳定性次序： 碳正离子稳定性次序： 3o C+ > 2o C+ > 1oC+ >CH3+
G
C
+
G
C
+
给电子基，使正电荷分散，碳正离子稳定： 给电子基，使正电荷分散，碳正离子稳定： 吸电子基，使正电荷更集中 碳正离子不稳定 碳正离子不稳定； 吸电子基，使正电荷更集中,碳正离子不稳定；
有机化学 第三章 烯烃全
KOH
Br
C2H5OH
+ HBr
17
3-4 烯烃的物理性质
物质状态 C2~C4 气体，C5~C18液体 ，C19~固体
沸点、熔点和相对密度 均随相对分子量的增加而上升；直链烯烃的沸 点略高于支链烯烃；末端烯烃(α-烯烃)的沸点 略低于双键位于碳链中间的异构体。
溶解性 不溶于水，易溶于有机溶剂。
HCl CF3CH2CH2 Cl
Cl
CF3CH2CH2
（主）
HCl CF3CHCH3
Cl
Cl
CF3CHCH3
35
烯烃的亲电加成反应
HX反应活性 HI > HBr > HCl > HF
H2C CH2
HBr HAc
CH2 Br
CH2 H
HCl H2C CH2 AlCl3
H2C CH3 Cl
36
与硫酸的加成 ——间接水合
H3C C
H
CH3 C
H
H C
H3C
CH3 C
H
顺式
反式
7
3-2 烯烃的异构和命名
系统命名法
选主链：选择含双键的最长碳链作主链, 称 “某烯”, 若碳原子数大于10, 则称为“某碳 烯”；
编号：从靠近双键的一端开始编号，确定双键 （两双键碳原子中编号小的数字）及其它取代 基的位次;
其它同烷烃的命名。
18
顺 反 异 构 体 的 差 异
极性较大， b.p. 较高 极性较小， b.p. 较低
对称性较差，m.p. 较低
对称性较好，m.p. 较高19
3-5 烯烃的化学性质（重点）
• 反应：加成、氧化、卤代
α HCCC
高中化学课件必修二《第三章 第三节 乙醇》
催化剂
2CH3CHO + 2H2O
△
乙醛
CH3CH2OH+CuO→△ CH3CHO+Cu+H2O
结论：乙醇在一定的条件下，能发 生氧化反应，条件不同，产物不同
乙醇在一定条件下表现出还原性
[练习1] 乙醇分子中各种化学键如下图所示,试填 写下列空格 A．乙醇和金属钠的反应断键 ____①____
B．乙醇在Ag催化下与O2反应时断键 __①__和__③____
实验1 检验乙醇中是否含有水
实验仪器: 小试管 药匙 实验药品: 无水硫酸铜 乙醇 实验步骤: 分别将少量乙醇加到盛有无
水硫酸铜粉末的小试管中，振荡，观察 现象。
若变蓝，则其中含水。
如何除去酒精中的水？
加入过量的生石灰然后蒸馏
实验2 观察乙醇,并闻其气味，描述 其物理性质
注意方法: 远离瓶口轻扇动 微量气体入鼻孔
Na O H + H 2
Na＋ C2H5—O—H
？
实验3
探究乙醇分子的结构
钠与乙醇的反应
实验仪器: 试管 镊子 实验药品: 金属钠 乙醇
实验步骤: 取一小块金属钠，用滤纸将表面的煤
油吸干净,然后投入盛有约5mL乙醇的 试管中,观察现象。
探究乙醇分子的结构
问题：如何设计实验确认？
类比Na与水的反应：
Na＋ H—O—H ＝ Na O H + H 2
Na＋ C2H5—O—H
？
演示：钠与无水乙醇的反应
现象：试管中有气体生成,可以燃烧.
结论:气体是氢气
－H －H H－－C－－C－O－H
HH
实验4
探究乙醇分子的结构
钠与乙醇的反应 (定量实验)
有机化学课件(李景宁主编)第3章-单烯烃
总目录
第二节 烯烃的同分异构和命名
一、烯烃的同分异构现象
1. 构造异构（constitutional isomerism）
构造异构——分子式相同，原子或基团在分子 中连接次序不同。
碳干异构：
位置异构:（官能团变位）
CH3 CH2 CH CH2
CH3 CH2 CH CH2
CH3 C CH2 CH3
CH3 CH CH CH3
a > b；c > d
a > b，c > d
优先基团同侧-（Z） 优先基团异侧-（E）
总目录
Cl >H，Br >CH3 （E）-
I >CH3，Br >H （Z）-
（E）
（Z）
总目录
(E)-2,2,4-三甲基-3-己烯 (E)-2,2,4-trimethyl-3-hexene
(E)-3,4-二甲基-2-戊烯 顺-3,4-二甲基-2-戊烯 (E)-3,4-dimethyl-2-pentene
因为内能：烯烃 > 烷烃，所以氢化反应放热
总目录
烯烃
氢化热 kJ.mol-1
137.2 125.1 126.8 119.7
115.1
总目录
烯烃
氢化热 kJ.mol-1
126.8
119.2
112.5
111.3
总目录
（1）稳定性：反式 > 顺式 （2）C=C连接的烷基越多越稳定 • 稳定性：
• R2C=CR2 > R2C=CHR > RCH=CHR ≈ R2C=CH2 > RCH=CH2 > CH2=CH2
总目录
注意：
• 顺、反与Z、E是两种不同的表示烯烃几 何构型的方法，在大多数情况下，不存 在对应关系。即顺式不一定是Z构型，而 反式不一定是E构型。例如：
【有机化学】第三章立体结构化学【课件PPT】
H
D
(2) 构型的确定 一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个 为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确 定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记 标记——根据分子中各基团的空间排列 按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油 醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？ 是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。 含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子． 不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能 自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时， 就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会 产生对映异构体。
D
(2) 构型的确定 一对对映体的两个结构互为镜象，确定哪个 为右旋、哪个为左旋，不能由分子的结构式确 定，只能由旋光仪来确定
(3) 构型的标记 标记——根据分子中各基团的空间排列 按一定原则进行标记
D/ L法：
将手性分子与一对对映体甘油醛进行比较，与D-甘油 醛构型相似称为D-型，L-甘油醛构型相似则称为L-型。
例
手性碳
C
【练习】
请指出下列分子中的手性碳原子
CH3CH2-OH
3 2＊ 1 CHC3HC3H-C(OHH-C)COOOOHH
OH
判断下列化合物是否有手性碳？ 是否是手性分子?
有两个手性碳却不是手性分子！
含一个手性碳原子的分子一定是个手性分子。 含多个手性碳原子的分子不一定是个手性分子． 不能仅从分子中有无手性原子来判断其是否为手性分子
存在一对对映异构体
例如：乳酸 CH3C*H( OH )COOH
右旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
左旋
[α
15
]D =
2.6。
m.p 53
外消旋体 [ α
15
]D =
0
m.p 18
反应停(thalidomide)事件
O
O
O
N
N H OO
(S)-thalidomide
N
O
N OO H
(R)-thalidomide
GC用手性柱
HPLC用手性柱
9、环状化合物的立体异构
环烷烃在结构上与烯烃双键相似，成环σ键不能 自由绕键轴旋转，当环上有两个或更多的取代基时， 就会有顺反异构产生；若环上有手性碳原子时，还会 产生对映异构体。
有机化学 第三章 烯烃
在次卤酸中，氧原子的电负性(3.5) 较氯原子(3.0)和溴 原子(2.8)强，使分子极化成HO X。加成仍符合马氏规律。 在实际生产过程中，通常用氯和水代替次卤酸，结果生成 氯乙醇和，1,2-二氯乙烷。
CH2=CH2
Cl2/H2O
δ- δ+
CH2CH2 + CH 2CH2 Cl OH Cl Cl
– 反应机理
– 顺反异构体的命名
• 顺/反标记法 相同基团在双键同侧为“顺(cis)” ，反之,为“反(trans)”。 • Z/E标记法 依照“次序规则”，比较双键碳上连接的两个基团， 较优基团在双键同侧为“Z” ,反之，为“E”。
CH3 H C C CH3 CH3 H
H
C
C
CH3 CH2CH3
CH3CH2 H
有 机 化 学 ORGANIC CHEMISTRY
第三章 烯烃
CHAPTER 3 ALKENES
第三章 烯 烃 3 ALKENES
分类
开链烯烃 如：(CH3)2C=CH2
按碳的连 接方式分
环烯烃
如：
单烯烃 按双键 数目分 多烯烃
如：H2C=CH2
如：
第一节 烯烃的结构、异构和命名 3.1 Structure,Isomerism and nomenclature
• 加卤化氢 如：
一卤代烷
AlCl3 130～ 250℃
CH2=CH2 + HCl
CH3CH2Cl
分子不对称的烯烃加HX时，可得两种加成产物：
CH3CH=CH2 + HX CH 3CH2CH2X + CH 3CHCH3 X
马氏(Markovnikov)规律:不对称烯烃发生亲电加成时， 酸中带正电荷的质子H+总是加到含氢较多的双键碳原子 上，而负性基团加到含氢较少的双键碳原子上。如：
《医学有机化学教学课件》第三章环烃(脂环烃)
1
脂环烃化合物在植物中的分布
鱼腥草油中含有芳香性环烃，而隐球菌菌丝体里则含有螺环烷类物质。
2
脂环烃类物质在进化中的作用
环烃如类胡萝卜素是植物的颜色素，它在进化过程中发挥着重要作用。
3
脂环烃化合物在医学上的应用
类固醇激素和环状抗生素等化合物的发现与应用也为医学领域做出了重要贡献。
环烃的合成方法
1 环化合成法
在环上找到一点开始顺时针或逆时针编序 数，用斜线表示连接点。
脂环烃的结构和性质
脂基位置的影响
脂基在环上位置不同会影响到脂环烃的物理和化学 性质，如沸点、熔点、稳定性等。
骨架结构的影响
不同骨架结构会对脂环烃的性质产生不同的影响， 如反式环烷的形成需要消耗更大能量。
分子量与沸点的关系
分子量越大，分子间作用力越强，沸点也就越高。
2 重排反应合成法
3 金属催化合成法
通过高分子化学合成制备出 具有特定结构的环状化合物。
通过环的重排反应合成出具 有结构多样性的环烃化合物。
利用金属催化剂协助合成环 烃化合物。
环烃的应用和实际案例
聚合物材料
很多合成树脂、橡胶等材料都是 通过环烃基团反应合成的。
臭氧层破坏物质
乙烯基化学品大量使用会导致臭 氧层损失，引起环境问题。
医学有机化学教学课件
本课程的第三章将介绍有机化合物的一种类型：环烃（脂环烃），它们的结 构、性质、合成方法以及在生物体中的重要性等。
环烃的分类和命名规则
1
环烷的统一命名法
2
利用顺序数、按烷基字母顺序排列、标明
立体异构体等。
3
螺环烷的命名法
根据环上的碳原子数和螺旋角度等因素进 行命名。
高等有机化学PPT课件
CH3CONHNH2 HNO2 CH3CON3
CH3NCO
X
O
C=NOH
CH3NCO
X
O
O
C N O C NHCH3
乃春在芳环邻位是不饱和支链时，极易环化成五元环，这一 性质对杂环的合成具有重要意义：
AX B
H N:
A BX
N
H
第三节：自由基
自由基是共价键发生均裂，每个碎片各保留一个电子，是带 单电子的三价碳的化合物。
2004年1版 6、洪琳编《有机反应活性中间体》高等教育出版社1999.6第一版 7、斯图尔特.沃伦著《有机合成――切断法探讨》丁新腾译，上海科学
技术文献出版社1986年1月第一版 8、黄宪、吴世晖、徐汉生《有机合成》（上、下）
第一章 有机反应活泼中间体及在合成上的应用
在有机反应中，经常出现的活泼中间体是卡宾、乃春、自由基、碳正离子、 碳负离子（包括苯炔、叶立德）
第一章 有机反应活泼中间体 及在合成上的应用
第一节：卡宾（碳烯）（Carbene） 第二节： 乃春 第三节：自由基 第四节：碳正离子 第五节、碳负离子（Carbenion）（活泼亚甲基
化合物）和叶立德
第二章 官能团的选择性互变
第一节 还原反应 第二节 氧化反应
第三章 官能团的保护
第一节： 羟基的保护（醇、酚羟基的保护） 第二节：烯键的保护 第三节：羰基的保护（用醇保护） 第四节：羧基的保护－酯化 第五节：胺基的保护－酰化或成盐
（六）生物有机化学（ Bioorganic Chemistry） （七）元素和金属有机化学（Element and Metal Organic Compounds Chemistry） （八）有机化学中的一些重要应用研究
有机化学第三章立体化学基础
H
HO
CHO
C H2O H
R
H
HO
CHO
C H2O H
结论：当最小基团处于竖键位置时，其余三个基 团从大到小的顺序若为顺时针，其构型为R；反 之，构型为S。
判断基团大小的依据是我们已经熟悉的顺 序规则
OH
COOH
COOH
COOH
CH HOOC CH3
(S)-
CH
CH3
OH
(S)-
C H
HO CH3 (R)-
Cl
Cl
H
H
-
H
（二） 判别手性分子的依据
A.有对称面、对称中心、交替对称轴的分子均可 与其镜象重叠，是非手性分子；反之，为手性分子。
至于对称轴并不能作为分子是否具有手性的判据。
B.大多数非手性分子都有对称轴或对称中心， 只有交替对称轴而无对称面或对称中心的化合物是 少数。
∴既无对称面也没有对称中心的，一般 判定为是手性分子。
如果在两个棱镜之间放一个盛液管，里面装 入两种不同的物质。
亮
丙酸
α
暗
亮
乳酸
结论： 物质有两类：
（1）旋光性物质——能使偏振光振动面旋转的性质， 叫做旋光性；具有旋光性的物质，叫做旋光性物质。
（2）非旋光性物质——不具有旋光性的物质，叫做 非旋光性物质。
旋光性物质使偏振光旋转的角度，称为旋光度，
以“α”表示。
COOH
H CH3CH2 COOH
CH3
COOH H CH2CH3
CH3
CH3 H COOH
CH2CH3
S
S
S
S
试判断下列Fischer投影式中与(s)-2-甲基丁酸成对 映关系的有哪几个？
化学：第三章第一节《最简单的有机化合物——甲烷》原创课件(人教版必修2)
沸点/ ℃
-164 -88.6 -42.1 -0.5 36.1 301.8
相对 密度
0.466 0.572 0.585 0.5788 0.6262 0.7780
水溶性 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶 不溶
分析表3-1烷烃的结构简式，写出对应的分子式。相邻
两个烷烃结构和分子组成上有什么联系？
表3-1几种烷烃的物理性质
现象与结论：
室温时，混合气体无光照时，不发生反 现象 应；光照时混合气体的黄绿色变浅，试 管壁上出现油滴，试管中有少量白雾， 试管内的液面上升。
分析上述实验中所观察到的现象，从中可以 讨论 得到那些结论？ 1 说明试管内的混合气体在光照的条件下发 生了化学反应。 结论 2 试管壁上出现液滴，说明反应中生成了新 的油状物质，且不溶与水。 3 试管内液面上升，说明随着反应的进行， 试管内的气压在减小，即气体总体积在减小。
生成物中不一定有单质
反应物和生成物中一定 有单质
反应能否进行，受温度、光 在水溶液中进行的反应， 照、催化剂等外界条件的影 遵循金属活动性顺序等 响较大 反应逐步进行，很多 反应是可逆的 反应一般为单方向进行
(3)甲烷的受热分解
CH4
高温
C+2H2
决定用途
决定 结构
性质
应用： 三氯甲烷和四氯甲烷是工业上重 要的溶剂。 氢气是合成氨和合成汽油等工业 的原料；炭黑是橡胶和染料的工业原 料。
在特定条件下甲烷能与某些物质发生 化学反应，如可以燃烧和发生取代反应等。
（1）氧化反应：
CH4+2O2
点燃
CO2+2H2O
现象：安静燃烧，淡蓝色火 焰，产生使澄清石灰水变浑 浊的气体，放热
注意：点燃甲烷与空气或氧气的混合气体 会立即发生爆炸.因此，点燃甲烷之前必须 验纯!!
清华大学有机化学李艳梅老师课件第3章ppt模板
键能键能
CH CC
C Cl C Br CI CS
H
CH3CH2CH2CH2 CH2C H
H
415KJ/mol 345.6KJ/mol
相较相对大对较大
330KJ/mol
285KJ/mol
218KJ/mol
272KJ/mol
特点2：可以反应
H
CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 C H 裂解 H取代
IR
普通峰： C－C伸缩 1200－700（w） C－H伸缩 2960－2850（s）
特殊峰：
1380 1380 1370
1380 1370
n4 724-722 cm-1 (m)
少于四个亚甲基时，吸收峰向高波数移动
MS UV
* 真空紫外
3.4 Chemical properties
特点一：较稳定
轨道对称性匹配原理： 原子轨道重叠时，重叠部分必须有相同符号才可成 键，使能降低；符号相反则为反键，能量升高
类比：周环反应
对超共轭作用的共振解释
“试题一”的结论：相邻甲基上电子的传递作用，也就是 超共轭作用，是导致乙烷交叉式更稳定的真正、唯一原因。
Organic Chemistry （T.W.Graham Solomons, Craig B. Fryhle, (John Wiley＆Sons, Inc, 2004, 8th Ed.，p156 《有机化学》（胡宏纹等，高等教育出版社，2006年第3版，p22） 周公度，《大学化学》，16(5)，51-52，2001年5月
3.4.1 Oxidation 氧化反应
A. Auto oxidation 自动氧化 O2
R R CH
R
X
有机化学第三章烯烃和炔烃
125.9
126.8 125.9 126.8 126.8 119.7 115.5
顺-CH3CH2CH=CHCH3
反-CH3CH2CH=CHCH3 CH3CH2C(CH3)=CH2 (CH3)2CHC(CH3)=CH2 (CH3)2C=CHCH3 (CH3)2C=C(CH3)2
119.7
115.5 119.2 117.2 112.5 111.3
( Ni(Al) + NaOH
Ni + 骨架镍 NaAlO2 + H2
H2 压力： Pt, Pd ：常压及低压 Raney Ni ：中压（4~5MPa) 温度：
)
常温（<100°C）
(1) 催化氢化及机理
乙烯催化氢化反应机理的示意图
氢化过程中的能量变化
无催化剂 有催化剂 （可能多步骤）
E2
能量
E1
催化氢化时炔烃与烯烃活性的比较
炔烃比烯烃容易进行催化加氢，当分子中同时存在双键和叁
键时，催化氢化首先发生在叁键上。
CH3 HC C C CH CH2CH2 OH + H2
Pd, CaCO3 喹啉, 80%
CH3 H2C CH C CH CH2CH2 OH
加氢成烯烃
保持不变
N
喹啉
催化加氢反应时立体选择性
不饱和烃
不饱和烃: 含有碳碳重键的化合物。 烯烃(alkenes)
H H C C H H
H C C H
炔烃(alkynes)
例子 通式 官能团
CnH2n
CnH2n-2
C C
C C
3.1 烯烃和炔烃的结构
3.1.1 碳碳双键的组成
碳原子的sp2杂化过程示意图
高一化学人教版必修二课件：第三章 第一节 最简单的有机化合物——甲烷(115张PPT)
解析：甲烷分子无论是正四面体结构，还 是正方形的平面结构，A、C、D 三项都是成立 的，CH2Cl2 若是正方形的平面结构，则其结构
应有两种，即 和 ，若是正四面体结构， 则其结构只有一种。无论是正四面体结构还是 正方形结构，CH4 中都含有 4 个 C－H 极性键。
答案：选 B
2．下列各图均能表示甲烷的分子结构， 哪一种更能反映其真实存在状况( )
。
3．甲烷的四种氯代产物都 不 溶于 水。除一氯甲烷常温下是 气 体外，其他 三种都是 油状液体 。
[名师点拨] 甲烷发生取代反应的有关规律 1．反应条件和反应物 反应条件为光照，反应物为甲烷与 卤素单质。如甲烷与氯水、溴水不反应， 但可以与氯气发生取代反应。
2．反应产物 甲烷与氯气反应生成的产物是 CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3 和 CCl4 四种有 机物与氯化氢形成的混合物，虽然反应 物的比例、反应的时间长短等因素会造 成各种产物的比例不同，但很难出现全 部是某一种产物的情况。
[课堂互动区]
[新知探究] 1．已知甲烷的密度在标准状况下是 0.717 g/L，含碳 75%，含氢 25%，利用 这些数据怎样确定它的分子式？
提 示 ： 甲 烷 的 摩 尔 质 量 为 M ＝ 22.4 L/moL×0.717 g/L＝16 g/moL
1 mol 甲烷气体中含碳原子的物质的量： 16 g/mo1L2×g/1mmoLol×75%＝1 mol， 1 mol 甲烷气体中含氢原子的物质的量： 16 g/moL1 ×g/m1 moLol×25%＝4 mol， 所以甲烷的分子式为 CH4。
2．甲烷是一种无 色、无味的气体 ， 密度比空气 小 ，极难 溶于水。在自然界 中，甲烷存在于 天然气、沼气、油田气 和煤矿坑道气中。“西气东输”工程中的 气体主要是 甲烷 ，发生瓦斯爆炸的主要 气体是 甲烷 。
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H3C CH3
eg.
HH
H3C H H CH3
H
CH3 H3C
H
H3C
H
H
CH3
HH
H CH3 H3C H
H3C
CH3 H3C
H
H CH3
2.环烷烃的命名：
（1）单环烷烃：a.根据环中碳原子的数目叫“环某烷”； b.环上取代基的位次和编号写在母体环烃名 字前面，“编号”原则与烷烃相同； c.若有两个取代基，则在最前面标明“顺、 反d.”若；取代基碳链较长，则环作为取代基。
内，并用下角原点隔开（有几个桥就有几个数字）。
c.编号：从第一个桥头碳开始，从最长的桥编到第二个桥头
碳，再沿次长的桥回到第一个桥头碳，即按桥渐短的次序将 其余的桥依次编号。（若有取代基，则尽量使其位次较小）
eg. 5
4
67
3
18
2
二环[4.2.0]辛烷
7 1
6
2
5 43
2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷
eg.
2-甲基-3-环丙基庚烷
1,1-二甲基-3-异丙基环戊烷
H 3C
Cl H
H
H
CH3
1-甲基-3-环己基环戊烷 （1R,2R,4R)-1,2-二甲基-4-氯环戊烷
（2）多环烷烃
① 螺环烃：a.根据成环的碳总数，叫螺[ ]某烷
b.两环除开共用C外的C数，由小到大，放于[ ]
内，并用下角原点隔开
c.编号：从小环—共用C—大环（并尽可能使取
代基为此小）
eg.
672
5-甲基螺[2.4]庚烷
5
3 4
1
Cl
5-氯螺[2.5]辛烷
② 桥环烃（包括稠环烃）：两个或两个以上碳环共用两 个以上的碳原子。
ห้องสมุดไป่ตู้
a.判断环数及总碳数，称几环[ ]某烷 *环数：将桥环烃变为开链化合物需要断开的C-C键的最小数
b.将桥上碳原子数（不包括桥头碳）由多到少顺序列在[ ]
环
产 Enb 非键性相互作用：非键合的两原子或原子团距
生
离小于其范氏半径之和（强烈排斥）
张 力
El 键长变化：两成键原子间距离偏离正常键长；
的 Eθ 键角变化：键角偏离平衡值
因 素
Eø 扭转角变化
图1. 环丙烷中sp3杂化轨道重叠示意图
C
C
C
3.5 环己烷的构象
极限构象：船式
椅式（优势构象）99%以上
(4) 相邻两组a键伸展方向相反，一个向上，一个向下， e键也如此。
椅式 船式
3.6 取代环己烷的构象分析
1. 一取代环己烷
讨论：甲基环己烷分子中甲基处于e键稳定还是处于a键稳定？
*请画出叔丁基的优势构象。
2. 多取代环己烷
结论：（1）环己烷多元取代物的最稳定的构象是e-取代最多的 构象
（2）环上有不同取代基时，大的取代基在e-键的构象最 稳定
（1）加氢：
+H2
Ni 400C,常压
CH3CH2CH3
+H2
Ni
1000C,常压 CH3CH2CH2CH3
+H2
Pt 3000C,常压
C H3 C H2 C H2 C H2 C H3
（2）加溴 （3）加溴化氢
+Br2 室温 +Br2 光照
BrCH2 CH2 CH2 Br Br
+Br2
光照 或3000C
3.1 环烷烃的异构和命名
1.环烷烃的异构
构造异构：碳链异构、官能团异构、
异构现象
位置异构、互变异构
构型异构：顺反异构、对映异构 立体异构 构象异构：
构型（configuration)：在具有一定构造的分子中，原 子在空间的排列方式。
eg.写出C5H10的构造异构体（考虑构型）
环烷烃的顺反异构：假定环中碳原子在一个平面上，以环 平面为参考平面，两取代基在同一边的叫顺式（cis-)， 否则叫反式（trans-)。
Br2
+HBr
CH3
(CH3)2CCHCH2Br Br CH3
(C H3)2C C H C H3
Br
马氏规则：H加成到含H较多的C上，X加成到含H较少的C上。
3.3 环烷烃的来源和用途
3.4 环的张力
1.环丙烷及环丁烷的结构
2.拜尔张力学说(A.von Baeyer, stain theory) 3.环烷烃的燃烧热 4.张力能
练习： 写出下列化合物的最稳定构象
C (C H 3)3 C H3
H H
C2H5
H H H3 C C H(C H3)2
H
C H3
H3C H
C H3
HH H
C H3
C ( C H 3)3
O Me H
HH
HO
H H
OH
O Me
H
H
H Cl
H
H
Thank you!
Br
+HBr +HBr +HBr
CH3CH2CH2Br
不反应 不反应
结论：（1）环丙烷活性最大，不稳定，易发生开环加成（H2、 X2、HX）；
（2）其他环烷烃性质与开链烷烃相似，发生X2的自由基 取代反应；
（3）环丙烷衍生物开环位置：取代最多的C与取代最少 的C之间； 加成位置：符合马氏规则。
eg.
讨论：为什么船式构象不稳定？
椅式构象特点：5 6 1
43
2
456 3 21
(1) 六个C分居两个平行平面（两平面相距50pm)
(2) 每个C上有两个C-H键，其一为a键（直立）——垂 直 于平面；另一为e键（平伏）——平行于平面。即
12个C-H键分为两组，一组为a键，一组为e键。
(3) 两种椅式构象间可相互翻转
7
4 51 3
6
2
练习：
三环[2.2.1.02,6]庚烷
CH3 H3C
1,2,4-三甲基二环[4.3.0]壬烷
CH3
3.2 环烷烃的物理性质和化学性质
1.物理性质：态：气C3-C4，液C5，m.p. d. s. 2.化学性质：
共性：同烷烃相似，光照或加热下发生自由基取代反应。 （难氧化）
特性： 小环的开环加成