炔和二烯 有机化学
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第三章烯烃、炔烃和二烯烃第一节烯烃和炔烃单烯烃是指分子中含有一个C=C的不饱和开链烃,简称烯烃.通式为C n H2n。
炔烃是含有(triple bond) 的不饱和开链烃。
炔烃比碳原子数目相同的单烯烃少两个氢原子,通式CnH2n-2。
一、烯烃和炔烃的结构乙烯是最简单的烯烃, 乙炔是最简单的炔烃,现已乙烯和乙炔为例来讨论烯烃和炔烃的结构。
(一)乙烯的结构分子式为C2H4,构造式H2C=CH2,含有一个双键C=C,是由一个σ 键和一个π 键构成。
现代物理方法证明,乙烯分子的所有原子都在同一平面上,每个碳原子只和三个原子相连.杂化轨道理论根据这些事实,设想碳原子成键时,由一个s轨道和两个p轨道进行杂化,组成三个等同的sp2杂化轨道,sp2轨道对称轴在同一平面上, 彼此成1200角.此外,还剩下一个2p轨道,它的对称轴垂直于sp2轨道所在的平面。
乙烯:C-C σ键4C-H σ键在乙烯分子中,两个碳原子各以一个sp2轨道重叠形成一个C-Cσ键,又各以两个sp2轨道和四个氢原子的1s轨道重叠,形成四个C-Hσ键,五个σ键都在同一平面上。
每个碳原子剩下的一个py轨道,它们平行地侧面重叠,便组成新的分子轨道,称为π轨道。
其它烯烃的双键也都是由一个σ键和一个π键组成的。
双键一般用两条短线来表示,如:C=C,但两条短线含义不同,一条代表σ键,另一条代表π 键。
π键重叠程度比σ键小,不如σ键稳定,比较容易破裂。
(二)乙炔的结构乙炔的分子式是C2H2,构造式H-C≡C-C,碳原子为sp 杂化。
两个sp杂化轨道向碳原子核的两边伸展,它们的对称轴在一条直线上,互成180°。
在乙炔分子中,两个碳原子各以一个sp轨道互相重叠,形成一个C-Cσ键,每个碳原子又各以一个sp轨道分别与一个氢原子的1s轨道重叠形成C-Hσ键。
此外,每个碳原子还有两个互相垂直的未杂化的p轨道(px,py),它们与另一碳的两个p轨道两两相互侧面重叠形成两个互相垂直的π键。
课程名称:有机化学第六章 炔烃和二烯烃§6.1 炔 烃 一、炔烃的命名1 炔烃的系统命名法和烯烃相似,只是将“烯”字改为“炔”字。
2 烯炔(同时含有三键和双键的分子)的命名: (1)选择含有三键和双键的最长碳链为主链。
(2)主链的编号遵循链中双、三键位次最低系列原则。
(3)通常使双键具有最小的位次。
二、炔烃的结构与异构 1炔烃的结构最简单的炔烃是乙炔,我们以乙炔来讨论三键的结构。
现代物理方法证明,乙炔分子是一个线型分子,分之中四个原子排在一条直线上杂化轨道理论认为三键碳原子既满足8电子结构结构年 月 日 x0404-08≡C C H 0.106nm0.12nm180°课程名称:有机化学和碳的四价,又形成直线型分子,故三键碳原子成键时采用了SP 杂化方式 . 1 sp 杂化轨道杂化后形成两个sp 杂化轨道(含1/2 S 和1/2 P 成分),剩下两个未杂化的P 轨道。
两个sp 杂化轨道成180分布,两个未杂化的P 轨道互相垂直,且都垂直于sp 杂化轨道轴所在的直线。
2 三键的形成σ年 月 日2s2p2s2pspp激发杂化180°spspz 两个的空间分布sp 三键碳原子的轨道分布图课程名称:有机化学三、炔烃的物理性质(自学) 炔烃的沸点比对应的烯烃高10-20°C ,比重比对应的烯烃稍大,在水里的溶解度也比烷和烯烃大些。
四、炔烃的化学性质 1炔烃的酸性1.叁键碳sp 杂化,电负性大(3.29),σ电子靠近C 原子,易异裂出H +和C ≡C -,∴炔烃具有酸性。
乙炔的酸性比乙烷乙烯强,比水弱。
2.炔烃的鉴定三键碳上的氢原子具有微弱酸性(pK a =25),可被金属取代,生成炔化物。
生成炔银、炔铜的反应很灵敏,现象明显,可用来鉴定乙炔和端基炔烃。
年 月 日H-C C-H ≡2AgNO 3 + 2NH 4OH≡Cu-C C-Cu ≡2NH 4NO 3 + 2H 2O2NH 4Cl + 2H 2OR-C C-H ≡R-C C-Ag ≡R-C C-Cu ≡Ag(NH )+乙炔银(白色)乙炔亚铜(棕红色)炔铜(棕红课程名称:有机化学例:鉴别己烷、己烯、己炔己烷己烯己炔Br 2/CCl 4不褪色褪色褪色323生成沉淀无沉淀干燥的炔银或炔铜受热或震动时易发生爆炸生成金属和碳。
有机化学 4-5章中央电大农林医药学院有机化学4-5章(炔烃、二烯烃、脂环烃)重、难点提示和辅导一.命名1.炔烃的命名原则与烯烃相似,只要把名称中的“烯”字改为“炔”就可以了。
2.二烯烃的命名原则也与烯烃相似,所不同的有两点:一是选择含有两个双键的最长碳链为主链,二是书写名称时要标明两个双键的位置,称某二烯。
二烯烃的顺、反异构体的命名与烯烃相似,要把两个双键的构型分别表示出来。
例如:分析:对于C 2和C 3的双键,按照“次序规则”,两个较优基团在双键碳原子的同侧,为Z 型;C 4和C 5双键,两个较优基团在双键碳原子的两侧,为E 型。
因此,化合物被命名为:2Z ,4E-2,4-庚二烯3.脂环烃:不含取代基的脂环烃根据碳原子数叫“环某烷”或“环某烯”;含有取代基的环烷烃,命名时应使取代基的编号最小;含有取代基的不饱和环烃,命名时从不饱和键开始编号,使取代基的位次数最小;含有两个取代基的环烷烃,存在顺、反异构体,命名时应表示出来,取代基在环平面同侧的称顺式,反之,为反式。
例如:二.结构1.碳原子的杂化炔烃分子中叁键碳原子是sp 杂化。
sp 杂化是由s 轨道和一个p 轨道杂化形成两个能量均等的轨道,两个sp 杂化轨道对称轴之间的夹角是180º(成一条直线)。
两个未参与杂化的p 轨道互相垂直,并且都与两个sp 杂化轨道对称轴组成的直线垂直。
二烯烃的双键碳原子与烯烃相同,都是sp 2杂化。
2.炔烃中的碳-碳三键是由一个sp-sp 重叠的σ键和两个π键所组成。
3.同分异构炔烃只有碳架异构和位置异构,无顺反异构;二烯烃与烯烃相同,有碳架异构、顺反异构、(双键)位置异构;脂环烃有(取代基)位置异构,如1,2-二甲基环丁烷与1,3-二甲基环丁烷,顺反异构,如顺-1,2-二甲基环丁烷与反-1,2-二甲基环丁烷,碳架异构,如甲基环丁烷与乙基环丙烷。
在环己烷的构象中,椅式比船式稳定;在一取代环己烷的构象中,取代基在e 键的比在a 键的稳定;在多取代环己烷的构象中,取代基尽可能多的在e 键。