有机化学电子教案(3)

甲烷的氯代反应较难停留在一氯代甲烷阶段。

甲烷的氯代反应历程：

即对一个化学反应详详细细的一步一步的描述就是反应历程（Reaction Mechanism,有称反应机理或反应机制）。 目前认为甲烷氯化的历程为：

链引发阶段

（2）（3）为链转移

链终止

二、 氧化

⑴在空气中燃烧：

⑵在引发剂下可以使烷烃部分氧化，生成醇、醛、酸等。

三、裂化、裂解和脱氢

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把烷烃的蒸气在没有氯气的条件下，加热到4500C以上时，分子中的键发生断裂，形成较小的分子。这种在高温及没有氧气的条件下发生键断裂的反应称为高温裂解反应

烷烃在800-11000C的热裂产物主要是乙烯，其次为丙烯、丁烯、丁二烯和氢。

热裂反应相当复杂，在热裂的同时，还有部分小分子烃又转变为较大的分子，有些甚至较原来烃分子更大。应用催化剂的热裂，称为催化热裂。

2-7 烷烃的来源 主要是石油和天然气 第三章 烯烃

教学要求：熟练掌握烯烃的命名法，烯烃的顺反异构以及烯烃的化学性质，掌握C=C双键亲电加成反应机理。了解烯烃的平面结构C=C双键亲电加成反应机理和烯烃的制法及典型的产品聚乙烯和聚丙烯。 教学重点：烯烃的命名法，烯烃的顺反异构以及烯烃的物理化学性质。 教学难点：C=C双键亲电加成反应机理及C=C双键亲电加成反应机理。 教学内容：

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CnH2n-2. 3-1 烯烃的命名法

（一） 烯烃的系统命名法，基本上和烷烃相似

烯基：当烯烃上去掉一个氢原子后剩下的一价基团叫做烯基。1.选择一个含双键的最长的碳链为主链。

2.从最靠近双键的一端起，把主链碳原子依次编号

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3.双键的位次必须标明出来，只写双键两个碳原子中位次较小的一个，放在烯烃名称的前面。 2，4-二甲基-2-己烯 4.其他同烷烃的命名原则 如

3-甲基-2-乙基-1-丁烯

3-2 乙烯分子的平面形结构——SP3杂化轨道

乙烯是最简单的烯烃,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。 1.π键的特点：

⑴ π键重叠程度比σ键小，不如σ键稳定，比较容易破裂。C=Cπ键的键能等于264.4kJ/mol。[610（C=C键能）-345.6(C-C键能)]小于C-C单键的键能345.6kJ/mol.

⑵ π键具有较大的流动性，容易受外界电场的影响，电子云比较容易极化，容易给出电子，发生反应。 由于π键的电子云不象σ键电子云那样集中在两原子核连线上，而是分散成上下两方，故原子核对π电子的束缚力就较小。 2.C=C和C-C的区别：

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⑴ C=C的键长比C-C键短。

两个碳原子之间增加了一个π键，也就增加了原子核对电子的吸引力，使碳原子间靠得很近。C=C键长0.134nm, 而C-C键长0.154nm。 ⑵ C=C两原子之间不能自由旋转。由于旋转时，两个py轨道不能重叠，π键便被破坏。 三、双键的表示法：

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。 3-3 烯烃的顺反异构 一、 顺反异构

因烯烃具有双键，其异构现象较烷烃复杂，主要包括碳干异构，双键位置不同引起的位置异构（position isomerism），及双键两侧的基团在空间的位置不同引起的顺反异构。此外，由于双键不能自由旋转又产生了另一个异构现象--顺反异构，如：2-丁烯有两个：

顺-2-丁烯 反-2-丁烯

顺、反异构现象在烯烃中很普遍，凡是以双键相连的两个碳原子上都带有不同的原子或原子团时，都有顺、反异构现象。如果以双键相连的两个碳原子，其中有一个带有两个相同的原子或原子团，则这种分子就没有顺、反异构体。因为它的空间排列只有一种。如：

三、顺反异构体的命名法 1．顺反命名法

顺、反异构体的命名与（Z）、（E）构型的命名不是完全相同的。这是两种不同的命名法。顺、反异构体的命名指的是相同原子或基团在双键平面同一侧时为\顺\，在异侧时为\反\。Z、E构型指的是原子序数大的原子或基团在双键平面同一侧时为\，在异侧时为\。双键平面同一侧时为\顺\，在异侧时为\反\。 2．Z、E命名法

根据IUPAC命名法，字母Z是德文Zusammen的字头，指同一侧的意思。E是德文Entgegen的字头，指相反的意思。用\次序规则\来决定Z、E的构型。主要内容有两点： 次序规则：

①将双键碳原子所连接的原子或基团按其原子序数的大小排列，把大的排在前面，小的排在后面，同位素则按原子量大小次序排列。 I， Br, Cl,, S, P, O, N, C, D, H

当与双键C1所连接的两个原子或基团中原子序数大的与C2所连原子序数大的原子或基团处在平面同一侧时为（Z）构型，命名时在名称的前面附以（Z）字。如：

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反之，若不在同一侧的则为（E）构型，命名时在名称前面附以（E）字。

②如果与双键碳原子连接的基团第一个原子相同而无法确定次序时，则应看基团的第二个原子的原子序数，依次类推。按照次序规则（Sequence rule）先后排列。

2． Z、E命名法：烯烃碳碳双键C1和C2上原子序数大的原子或原子团在双 键平面同一侧时，为\构型，在异侧时为\构型。Z、E构型指的是原子序数大的原子或基团在双键平面同一侧时为\，在异侧时为\。

3-4 烯烃的制法

一、 从裂机气、炼厂气中分离 二、醇脱水

醇在无机酸催化剂存在下加热时，失去一分子水而得到相应的烯烃。常用的酸是硫酸和磷酸。

以取代较多的烯烃为主要产物，这就是札依切夫（Saytzeff）规律。

三、卤代烷脱卤化氢

仲、叔卤代烷形成烯烃时，其双键位置主要趋向于在含氢较少的相邻碳原子上。

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