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文檔簡介

模塊二

烴的變化及應(yīng)用任務(wù):

了解脂肪烴、芳香烴的物理性質(zhì)

掌握脂肪烴、芳香烴的化學(xué)性質(zhì)

熟悉結(jié)構(gòu)與性質(zhì)間的關(guān)系第4單元脂肪烴一、烷烴二、烯烴三、炔烴四、脂環(huán)烴五、脂肪烴的鑒別六、脂肪烴結(jié)構(gòu)與性質(zhì)之間的關(guān)系一、烷烴1、物理性質(zhì):物態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、折射率、溶解度等物理性質(zhì)是鑒別有機(jī)化合物的主要依據(jù)。(1)物態(tài)室溫及1atm下,C1—4是氣體,

C5—16是液體,C17是固體表4-1一些直鏈烷烴的物理性質(zhì)物態(tài)名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度/(d)折射率/(n)氣態(tài)甲烷-182.5-1640.46(-164℃)乙烷-183.3-88.60.572(-108℃)丙烷-189.7-42.10.5005丁烷-138.4-0.50.6012液態(tài)戊烷-129.736.10.62621.3575己烷-95.068.90.66031.3751庚烷-90.698.40.68381.3878辛烷-56.8125.70.70251.3974壬烷-51150.80.71761.4054癸烷-29.71740.72981.4102十一烷-25.6195.90.74021.4176十二烷-9.6216.30.74871.42146十三烷-5.5235.40.75641.4256十四烷5.9253.70.76281.4290十五烷10270.60.76851.4315十六烷18.22870.77331.4345固態(tài)十七烷22301.80.77801.4369十八烷28.2316.10.77681.4390十九烷36.83430.78861.4491(2)沸點(diǎn)直鏈烷烴的沸點(diǎn)隨碳原

子的增加有規(guī)律的升高沸點(diǎn)/℃C原子數(shù)直鏈烷烴的沸點(diǎn)曲線名稱正丁烷異丁烷戊烷異戊烷新戊烷構(gòu)造式CH3CH2CH2CH3(CH3)2CHCH3CH3CH2CH2CH2CH3(CH3)2CHCH2CH3(CH3)4CH3沸點(diǎn)/℃-0.5-10.236.127.99.5表4-2一些烷烴的沸點(diǎn)(2)相同碳原子烷烴的異構(gòu)體中,直鏈烷烴沸點(diǎn)最高,支鏈烷烴沸點(diǎn)較低。相同碳原子烷烴的異構(gòu)體中,支鏈越多,沸點(diǎn)越低。(3)熔點(diǎn)

C4以上烷烴熔點(diǎn)隨碳原子數(shù)增加而增加(C1-4不規(guī)則)相鄰?fù)闊N,T偶-T奇>T奇-T偶’低級烷烴的熔點(diǎn)差高于高級烷烴的熔點(diǎn)差;-(6)折射率直鏈烷烴折射率隨相對分子質(zhì)量的增加而升高。液體烷烴可用折射率進(jìn)行鑒別(準(zhǔn)確、快速、可靠)(4)相對密度都小于1,隨著C原子數(shù)增加而增加,最后接近于0.8(20℃)。(5)溶解度難溶于水,易溶于CCl4,苯,氯仿等有機(jī)溶劑。

(一)碳原子的sp3雜化軌道——σ鍵1.碳原子的sp3雜化軌道碳原子在基態(tài)時(shí)電子構(gòu)型:1s2、2s2、2p2109.5°↑↑↑↑雜化sp3↑↑↑↑躍遷2s2py2px2pZ↑↓↑↑2s2p↑↓1sE含1/4

s

軌道3/4

p

軌道補(bǔ)充:烷烴的分子結(jié)構(gòu)基態(tài)C原子電子排布1個(gè)sp3雜化軌道形狀4個(gè)sp3雜化軌道甲烷σ鍵形成示意圖σ鍵乙烷σ鍵形成示意圖σ鍵

2.σ鍵的形成(以甲烷、乙烷為例)

3、甲烷、乙烷的分子模型甲烷的正四面體構(gòu)型結(jié)構(gòu)式球棍模型甲烷分子是正四面體結(jié)構(gòu),碳原子位于正四面體的中心。0.109nm乙烷分子結(jié)構(gòu)是四面體,但不是正四面體。結(jié)構(gòu)式三維填充模型球棍模型109.5°碳碳鍵可以旋轉(zhuǎn),有各種構(gòu)象。交叉式最為穩(wěn)定。實(shí)驗(yàn)證明,氣態(tài)或液態(tài)的含多個(gè)碳原子的烷烴,由于σ鍵的自由旋轉(zhuǎn),能形成多種曲折形式。烷烴分子有多種構(gòu)象異構(gòu)體如正戊烷的碳鏈可以有幾種代表形式:烷烴碳鏈呈鋸齒狀構(gòu)象——圍繞碳碳σ鍵旋轉(zhuǎn)而使分子中原子或基團(tuán)在空間的不同排列方式(1)氧化反應(yīng)

這是汽油和柴油作為內(nèi)燃機(jī)燃料的基本原理?!鱄=891.0KJ/mol△H=1560.8KJ/mol①完全氧化烷烴燃燒通式:(1)氧化反應(yīng)②控制氧化:工業(yè)上烷烴作為生產(chǎn)含氧衍生物的化工原料:控制反應(yīng)條件使烷烴發(fā)生部分氧化生成醛、酮、酸。石蠟(C20-30)氧化得到高級脂肪酸石油的輕油餾分(含C4H10)氧化生產(chǎn)乙酸合成氣,可合成甲醇、氨、尿素等。裂化反應(yīng):烷烴在隔絕空氣時(shí)進(jìn)行熱分解反應(yīng)實(shí)質(zhì):是分子中的C-C和C-H發(fā)生斷裂,

其產(chǎn)物是復(fù)雜的混合物?;居袡C(jī)化工原料△CH4+CH3CH=CH2CH2=CH2

+CH3CH3H2

+CH3CH2CH=CH2CH3CH2CH2CH3(2)裂化反應(yīng)熱裂化反應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)目的的不同可采用不同的裂化工藝。①深度裂化(裂解):裂化溫度700-1000℃目的:主要是得到基本化工原料——低級烯烴(乙烯,丙烯,丁二烯,乙炔)②催化裂化:裂化溫度400-500℃加入一定的催化劑目的:提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量(生產(chǎn)高辛烷值的汽油)

(3)

鹵代反應(yīng)烷烴分子中H被鹵原子(Cl,Br)取代的反應(yīng),叫鹵代反應(yīng)hυ、Δ、引發(fā)劑R-H+X2R-X+H-X反應(yīng)通式:CH4+2Cl2——室溫和黑暗日光直射不發(fā)生反應(yīng)4HCl+C爆炸

例如:n(CH4):n(Cl2)=50:1時(shí),CH3Cl產(chǎn)量可達(dá)98%n(CH4):n(Cl2)=1:50時(shí),CCl4幾乎可達(dá)100%在漫射光或加熱(約400℃)或催化劑作用下:

(3)

鹵代反應(yīng)烷烴的鹵代反應(yīng)很難控制在某一步,隨烷烴與鹵素用量不同,產(chǎn)物不同,控制條件可使一種產(chǎn)物為主產(chǎn)物。第①步Cl∶Cl2Cl·能量專題60甲烷氯代反應(yīng)機(jī)理(自由基取代反應(yīng))P229鏈引發(fā)階段:氯分子吸收能量,共價(jià)鍵斷裂,裂解成兩個(gè)氯原子,共用電子均等地分配給成鍵的兩個(gè)原子,這種共價(jià)鍵的斷裂稱為均裂。具有未成對電子的原子或基團(tuán),稱為自由基(或游離基)。第②步

Cl·+

H∶CH3

HCl+·CH3第③步

Cl2+

·CH3

CH3Cl+·Cl鏈傳遞階段:(鏈增長階段)活潑的氯原子與甲烷分子碰撞后奪取一個(gè)氫原子,形成氯化氫和甲基自由基。甲基自由基與氯分子碰撞時(shí),奪取氯原子而形成一氯甲烷分子和新的氯原子。新的氯原子又可以重復(fù)第二步反應(yīng)。這種每一步反應(yīng)都生成一個(gè)新的自由基,進(jìn)而使反應(yīng)可以不斷連續(xù)進(jìn)行下去的反應(yīng)叫鏈反應(yīng),又稱鏈鎖反應(yīng)。鏈終止階段:第④步Cl·+Cl·Cl2·CH3+·CH3CH3CH3Cl·+·CH3CH3Cl鏈傳遞階段中生成的自由基兩兩結(jié)合生成反應(yīng)活性小的分子,自由基被消耗,第二步和第三步反應(yīng)就不能繼續(xù)進(jìn)行,反應(yīng)就此終止。②

Cl·+

H∶CH3

HCl+·CH3③

Cl2+

·CH3

CH3Cl+·Cl甲烷氯代反應(yīng)機(jī)理鏈傳遞:②CH3Cl+·Cl→·CH2Cl+HCl③·CH2Cl+Cl2→CH2Cl2+·Cl②CH2Cl2+·Cl→·CHCl2+HCl③·CHCl2+Cl2→CHCl3+·Cl②CHCl3+·Cl→·CCl3+HCl③·CCl3+Cl2→CCl4+·Cl甲烷氯代反應(yīng)的取代是分步進(jìn)行的。因?yàn)榉磻?yīng)速率很快所以宏觀上看,這些反應(yīng)幾乎是同時(shí)進(jìn)行

鹵素對烷烴的反應(yīng)活性:

F2

>Cl2>Br2>I2

對于同一烷烴,不同級別的氫原子被取代的難易程度也不相同:3°H>2°H>1°H

(3)

鹵代反應(yīng)?專題61自由基的穩(wěn)定性p230一、鍵的解離能大小二、自由基的結(jié)構(gòu)及相對穩(wěn)定性(了解)一、鍵的解離能大小鍵解離能(鍵能),指斷裂或形成分子中某一個(gè)鍵所吸收或放出的能量。鍵解離能是代表著此共價(jià)鍵牢固程度的一種物理量,鍵解離能越大,此共價(jià)鍵越穩(wěn)定同一類型的鍵(如C—H)均裂,鍵的解離能愈小,則自由基越容易生成,生成的自由基越穩(wěn)定。由數(shù)據(jù)可知:反應(yīng)活性為:3°H>2°H>1°H自由基穩(wěn)定性:

3°>2°>1°自由基二、自由基的結(jié)構(gòu)及相對穩(wěn)定性自由基生成的難易與穩(wěn)定性可以用σ-p超共軛效應(yīng)解釋。H???CH3?C∶H

??

H一個(gè)帶電體系的穩(wěn)定性,決定于其電荷的分布情況,電荷越分散,體系越穩(wěn)定。自由基碳原子若連給電子基團(tuán),可使自由基電子云密度下降,電子云密度越低就越穩(wěn)定。?CH3中的碳原子以sp2雜化軌道與氫原子成鍵,未雜化的p軌道被一個(gè)孤電子占據(jù)。烷基自由基都與甲基自由基結(jié)構(gòu)相似。?CH3CH3由于Csp2的電負(fù)性大于Csp3所以,—CH3表現(xiàn)出給電子誘導(dǎo)效應(yīng)(+I)。當(dāng)Csp3的C—Hσ鍵的電子云與Csp2的p軌道接近平行時(shí),發(fā)生離域化作用,即σ-p超共軛效應(yīng)。這種離域化作用越強(qiáng),σ-p超共軛效應(yīng)越顯著,自由基就越容易生成,其穩(wěn)定性就越強(qiáng)。σ-p超共軛效應(yīng)H穩(wěn)定性順序:叔丁基自由基>異丙基自由基>乙基自由基>甲基自由基

自由基穩(wěn)定性順序:3°>2°>1°自由基二、烯烴1、物理性質(zhì):(1)物態(tài):C2—C4烯為氣體,C5—C16烯為液體,

C17以上為固體(2)熔、沸點(diǎn)、相對密度與烷烴一樣,烯烴的沸點(diǎn)、相對密度隨碳原子數(shù)增加而上升(熔點(diǎn)規(guī)律性差);含同數(shù)碳原子的直鏈烯烴的沸點(diǎn)比帶支鏈的高;碳鏈相同的烯烴雙鍵向中間移動時(shí),沸點(diǎn)、熔點(diǎn)升高;比重都小于1,都是無色物質(zhì)。(3)溶解性

易溶于有機(jī)溶劑,在水中溶解度很?。ū韧闊N大),幾乎不溶于水。表4-3部分烯烴的物理常數(shù)名稱熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃相對密度/d折射率/n乙烯-169.5-103.70.5701.363丙烯-185.2-47.70.6101.36751-丁烯-130-6.40.6251.3777順-2-丁烯-139.33.50.6211.3931反-2-丁烯-105.50.90.6041.38451-戊烯-166.230.110.6411.38771-己烯-13963.50.6731.38371-庚烯-11993.30.6981.39981-辛烯-107.1121.30.7151.4448補(bǔ)充:烯烴分子結(jié)構(gòu)

(一)烯烴的結(jié)構(gòu)1s↑↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑雜化躍遷2s2s2psp22pZ2py2px2pZ↑↓E烯烴分子中雙鍵碳原子采用sp2雜化sp2軌道與p軌道關(guān)系sp2軌道90°一個(gè)sp2雜化軌道基態(tài)C原子電子排布含1/3

s

軌道2/3

p

軌道平面分子:σπC=CC—C鍵能:610kJ/mol345.6kJ/mol鍵長:0.133nm0.154nm鍵角:121.7°109.3°乙烯乙烷鍵的特點(diǎn)是:成鍵不牢固,易斷裂,

是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的部位。以鍵相連的二個(gè)原子不能做相對旋轉(zhuǎn)。π鍵的特性1.C=C

雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)——沒對稱軸3.π電子流動性較大,π電子云容易被極化4.C=C

雙鍵的鍵長比C-C單鍵縮短C=C:0.133

nm

C-C:0.154

nm2.π鍵比σ鍵不穩(wěn)定從鍵能看:610

345.6

=264.4

kJ/mol雙鍵能單鍵能破壞π鍵的能量從結(jié)構(gòu)看:肩并肩重疊,重疊程度小2、化學(xué)性質(zhì)烯烴含有C=C,雙鍵里的π鍵較活潑,容易斷裂。烯烴的主要反應(yīng)就發(fā)生在π鍵上。(1)加成反應(yīng)(親電)(2)馬氏加成(3)反馬氏加成(4)氧化反應(yīng)(5)聚合反應(yīng)(6)α-氫的鹵代反應(yīng)(1)親電加成反應(yīng)烯烴具有雙鍵,雜分子平面雙鍵碳原子的上方和下方有π電子云,碳原子核對π電子云的束縛較小,因而烯烴容易受親電試劑的攻擊,即烯烴容易給出電子。一般認(rèn)為凡是缺電子的物質(zhì)如正離子,或帶一個(gè)單電子的試劑如自由基等都是親電試劑。常見的親電試劑有:鹵素(Cl2、Br2),無機(jī)酸(H2SO4、HCl、HBr、Hl、HOCl、HOBr)有機(jī)酸(F3C—COOH、CI3C—COOH)等親電加成反應(yīng)是親電試劑(帶正電的基團(tuán))進(jìn)攻不飽和鍵引起的加成反應(yīng)。反應(yīng)中,π鍵斷裂,不飽和鍵(雙鍵或三鍵)打開,形成一個(gè)或兩個(gè)新的σ鍵。比如:X2、HCl等與烯炔加成反應(yīng)時(shí),先是由親電部分(H+、X+)進(jìn)攻多電子的烯炔的不飽和鍵。不飽和烴受親電試劑進(jìn)攻后,π鍵斷裂,試劑的兩部分分別加到不飽和鍵兩端的碳原子上CH2=CH2H2Ni、△CH3—CH3HXCH3—CH2XH2SO40~15℃CH3CH2—OSO3H硫酸氫乙酯CH3CH2OHH2OX2CH2X—CH2XH2OH3PO4-硅藻土,△CH3CH2OHHOX70℃CH2X—CH2OH鹵乙醇X=Cl,Br專題62烯烴的親電加成反應(yīng)的歷程p232能與烯烴發(fā)生親電加成的試劑,常見有鹵素(Cl2、Br2)、無機(jī)酸HX(HCl、HBr、HI)、HOCl、H2SO4及有機(jī)酸等。(1)反應(yīng)機(jī)理:首先溴分子靠近乙烯分子時(shí),受乙烯雙鍵上π電子影響而發(fā)生極化。

帶正電溴進(jìn)攻帶負(fù)電的碳原子,形成溴鎓離子中間體。δ+δ-Br—Br??????溴鎓離子????????乙烯的π電子使溴極化,與其形成弱的π絡(luò)合物(2)。π絡(luò)合物中的π鍵和溴的單鍵發(fā)生斷裂形成σ絡(luò)合物(3)。σ絡(luò)合物中的溴原子利用其外層孤對電子和碳正離子上空的2p軌道成鍵,形成三元環(huán)狀的溴鎓離子(4)中間體。然后溴負(fù)離子從反面進(jìn)攻溴鎓離子,生成二溴乙烷。絡(luò)合物是中心原子(或離子)提供空軌道,配體提供電子形成配位鍵得到的產(chǎn)物,如Cu(NH3)4SO4,是NH3提供一對電子,Cu2+提供空軌道形成的。

而提供電子的配體不一定要有孤對電子。π絡(luò)合物:由π電子給予體供給π電子,親電試劑作為電子接受體所生成的傳荷絡(luò)合物。σ絡(luò)合物是一個(gè)離域的碳正離子,σ鍵的共用電子對進(jìn)入中心原子的空軌道,讓多個(gè)原子的電子云重疊成鍵(比如碳碳單鍵的共用電子對可以結(jié)合H+,但H不和具體哪個(gè)碳相連,而是H、C、C三個(gè)原子共同形成化學(xué)鍵)。了解(2)第一步:烯烴分子受HX影響,π電子云偏移而極化,使一個(gè)雙鍵碳原子上帶部分負(fù)電荷,更易于受HX帶正電荷部分或質(zhì)子H+的攻擊,結(jié)果生成碳正離子中間體和HX的共軛堿X-。第二步:碳正離子迅速與X-結(jié)合生成鹵烷(2)馬氏加成不對稱烯烴與不對稱試劑加成時(shí),理論上會生成兩種產(chǎn)物,例如:馬爾科夫尼科夫總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律:不對稱烯烴與不對稱試劑加成時(shí),氫原子總是加到含氫較多的雙鍵碳原子上。稱為馬爾科夫尼科夫加成規(guī)律,簡稱馬氏加成規(guī)律。(Ⅰ)(Ⅱ)80%

2-溴丙烷1-溴丙烷?100%專題64碳正離子的穩(wěn)定性p235含有一個(gè)只帶6個(gè)電子的帶正電荷的碳?xì)浠鶊F(tuán),稱碳正離子。甲基碳正離子乙基碳正離子(一級碳正離子)(伯碳正離子)異丙基碳正離子(二級碳正離子)(仲碳正離子)叔丁基碳正離子(三級碳正離子)(叔碳正離子)碳正離子與自由基一樣,是反應(yīng)過程中短暫存在的活性中間體,一般不能分離得到,但可以通過物理方法觀察到它的存在。一個(gè)帶電體系的穩(wěn)定性決定于其電荷的分布情況,電荷愈分散,體系愈穩(wěn)定。碳正離子很不穩(wěn)定,需要電子來完成八隅體構(gòu)型,因此任何給電子因素均能使正電荷分散而穩(wěn)定,任何吸電子因素均能使正電荷更加集中而更不穩(wěn)定。

碳正離子的相對穩(wěn)定性可以通過烷基的給電子效應(yīng)來解釋。

碳正離子中帶正電荷的碳原子和它相連的原子都排布在一個(gè)平面上,有一個(gè)垂直于此平面的空p軌道。烷基的碳原子用sp3雜化軌道與帶正電荷的碳原子的sp2雜化軌道重疊成鍵,sp2

雜化軌道中s成分較多,使其更靠近原子核。與sp2雜化碳原子相連的甲基及其他烷基都有給電子性(和相連的氫原子相比較)。如圖所示:乙基碳正離子中甲基都將電子云推向正碳原子,減低了碳原子的正電性,或者說,它的正電荷并不是集中在正碳原子上,而是分散到甲基上。與甲基碳正離子比較,穩(wěn)定性增加了??傊?dāng)烷基與不飽和基團(tuán),如帶正電荷的碳、烯碳、塊碳等相連時(shí),都會出現(xiàn)給電子的效應(yīng)。帶正電荷的碳上所連烷基越多,給電于效應(yīng)越大,使得正電荷越分散,碳正離子越穩(wěn)定,則越容易生成。因此,碳正離子的穩(wěn)定性為:<<<CH3+

<伯(1°)<仲(2°)<叔(3°)鹵化氫與不對稱烯烴加成時(shí),從反應(yīng)歷程來看,可以有兩種不同方式,即氫離子和不同的雙鍵碳原子相結(jié)合,形成不同的碳正離子,然后碳正離子再和鹵素原子結(jié)合,得到兩種加成產(chǎn)物。加成反應(yīng)究竟采取反應(yīng)一還是反應(yīng)二,取決于生成碳正離子的難易程度和穩(wěn)定性高低。碳正離子的越穩(wěn)定性,越容易生成,可以從碳正離子的穩(wěn)定性來判斷反應(yīng)采取哪條途徑。在上述兩個(gè)反應(yīng)中,反應(yīng)一形成的是連有甲基的叔碳正離子,反應(yīng)二形成的是連有一個(gè)異丙基的伯碳正離子,而叔碳正離子是所有碳正離子中穩(wěn)定性最高的。所以加成主要采取反應(yīng)一,先生成叔碳正離子,最后產(chǎn)物則以叔丁基鹵為主。常見碳正離子穩(wěn)定性:如何判斷烯烴親電加成反應(yīng)的活性?看烯烴周圍的電子環(huán)境。若烯烴雙鍵碳原子連有強(qiáng)的給電子體與雙鍵共軛,雙鍵碳原子上電子密度就較高,就更容易發(fā)生親電加成反應(yīng)。

或者有大的共軛體系,比如共軛雙鍵、苯環(huán)等,由于形成大的共軛體系分散正電荷,形成穩(wěn)定的碳正離子,也容易發(fā)生親電加成反應(yīng)。

相反,若烯烴雙鍵碳原子連有吸電子基團(tuán),比如三氟甲基,醛基等,使雙鍵碳原子上電子密度降低,就不容易發(fā)生親電加成反應(yīng)。(2)馬氏加成CH3CH=CH2H2Ni,△CH3CH2—CH3丙烷HBrCH3CHBr—CH3

2-溴丙烷H2SO450℃硫酸氫異丙酯H2OCl2CH3CH2Cl—CH2Cl1,2-二氯丙烷H2OH3PO4-硅藻土,△HOCl1-氯-2-丙醇異丙醇異丙醇在過氧化物存在下,烯烴的加成不符合馬氏加成規(guī)律,稱反馬氏加成。例如:(3)反馬氏加成CH3—CH=CH2+HBrCH3—CH2—CH2Br過氧化物丙烯1-溴丙烷過氧化物的存在,對HCl和HI的加成反應(yīng)方式?jīng)]有影響。(4)氧化反應(yīng)烯烴分子中雙鍵較活潑,易發(fā)生雙鍵的氧化,且氧化劑和氧化條件不同,生成產(chǎn)物不同。用KMnO4作氧化劑,濃度、酸堿性、溫度均會影響產(chǎn)物。①烯烴與冷的中性或堿性KMnO4溶液反應(yīng)時(shí),烯烴π鍵斷裂生成鄰二醇。(4)氧化反應(yīng)②烯烴過量時(shí),在熱的或酸性KMnO4溶液中,雙鍵中的π鍵和σ鍵全部斷裂,生成相應(yīng)的氧化產(chǎn)物:H2C=

生成CO2和H2O;RCH=

生成羧酸RCOOH;

生成酮,MnO4-還原成Mn2+

根據(jù)氧化產(chǎn)物,可推知原來烯烴的結(jié)構(gòu)。因所得的羧酸或酮,都是烯烴經(jīng)氧化后雙鍵斷裂而生成的,所以把所得氧化產(chǎn)物中的氧去掉,剩余部分經(jīng)雙鍵連接起來就是原來的烯烴課后習(xí)題2:化合物A分子式為C10H18,經(jīng)催化加氫得到化合物B,B的分子式為C10H22。A與過量高錳酸鉀溶液作用得到下列三種化合物:試寫出A構(gòu)造式丙酮乙酸4-戊酮酸有兩種可能:2,3-二甲基辛-2,6-二烯2,6-二甲基辛-2,6-二烯(5)聚合反應(yīng)在一定的條件下,烯烴分子中的π鍵斷裂,彼此相互加成,生成高分子化合物(聚合物),由低相對分子質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)楦呦鄬Ψ肿淤|(zhì)量的化合物的反應(yīng),叫聚合反應(yīng)。單體:參加聚合的小分子聚合物:聚合后的大分子400℃101.3~152MPa氯乙烯也可聚合成聚氯乙烯丙烯也可聚合成聚丙烯(6)α-氫的鹵代反應(yīng)α位C—H鍵受雙鍵影響較大,在一定條件下表現(xiàn)活潑,α位C—H鍵易斷裂,在高溫氣相或紫外光照下易發(fā)生游離基取代反應(yīng)。(3-氯丙烯)用于制備烯醇、環(huán)氧氯丙烷、甘油和樹脂等取代(1,2-二氯丙烷)加成sp3雜化sp2雜化三、炔烴1、物理性質(zhì):與烷、烯相似,炔烴本身的沸點(diǎn)、密度隨碳原子數(shù)的增加很有規(guī)律的增加常溫常壓下C1-C4為氣態(tài),

C5-C15為液態(tài),

C16以上為固態(tài)與相對分子質(zhì)量相同的烯烴比較,炔烴的密度大,沸點(diǎn)高。同碳數(shù)炔烴三鍵由端位向中間移動時(shí),沸點(diǎn)、密度、折射率均增加。炔烴不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。表4-4部分炔烴的物理常數(shù)名稱沸點(diǎn)/℃熔點(diǎn)/℃相對密度/d乙炔-----820.168丙炔83.4-101.50.6711-丁炔8.1-112.50.6682-丁炔27.2-32.50.6941-戊炔39.7-980.6952-戊炔55.5-1010.7133-甲基-1-丁炔29.3-89.70.6661-十八碳炔18022.50.6896(0℃)物理方法測得,乙炔分子為線型分子H—C≡C—H0.12nm0.106nm180。原子軌道采取sp雜化1、乙炔的結(jié)構(gòu)補(bǔ)充:炔烴的分子結(jié)構(gòu)

含1/2

s

軌道1/2

p

軌道基態(tài)C原子電子排布↑↑↓↑↑↑↑↑↑↑↑↑雜化躍遷2s2s2ssp2p2py2px2pZ↑↓E1s90°90°補(bǔ)充:炔烴的分子結(jié)構(gòu)

乙炔分子球棍模型乙炔π電子云①

π電子的流動性比烯小,不易被極化;C≡C(0.12nm);C=C(0.133nm);C-C(0.154nm)②

C≡C鍵長短;(但比三個(gè)C-C鍵能要小345.6×3=1036.8KJ/mol)C≡C835KJ/mol;C=C610KJ/mol;C-C345.6KJ/mol③

C≡C鍵能大;④叁鍵碳的電負(fù)性較大:電負(fù)性:sp>sp2>sp3≡C—H具有微酸性補(bǔ)充:炔烴的分子結(jié)構(gòu)

—C≡C—特點(diǎn)2、化學(xué)性質(zhì)炔烴C≡C中含兩個(gè)π鍵,能發(fā)生與烯烴類似的反應(yīng),但反應(yīng)活性不同(1)親電加成反應(yīng)(2)親核加成反應(yīng)(3)氧化還原反應(yīng)(4)炔烴的活潑氫的反應(yīng)(5)聚合反應(yīng)(1)親電加成反應(yīng)炔烴親電加成反應(yīng)比烯烴慢。乙醛乙烯醇二鹵乙烯二鹵乙烷一鹵乙烯四鹵乙烷sp2雜化sp雜化烯醇是醛酮的互變異構(gòu)。不對稱炔烴與不對稱試劑反應(yīng)時(shí),遵從馬氏加成規(guī)則。例如:丙炔2-氯丙烯2,2-二氯丙烷(2)親核加成反應(yīng)典型親核加成反應(yīng):C=O親核加成反應(yīng)親核試劑中帶負(fù)電荷的部分(即親核部分)先進(jìn)攻不飽和鍵帶部分正電荷的C原子,并與之成鍵,π鍵斷開形成O負(fù)離子,試劑中的親電部分與O負(fù)離子結(jié)合,形成親核加成產(chǎn)物。(醛酮部分詳講)炔烴親核加成的機(jī)理:—C≡C—SP雜化軌道的電子云過于密集,不能充分覆蓋C原子核,使親核試劑可以進(jìn)攻C原子核,從而發(fā)生親核加成反應(yīng)HCN是典型的親核試劑,不與烯烴反應(yīng),在一定條件下可與炔烴發(fā)生加成反應(yīng)。CHCH+HCNCu2Cl280℃,HClCH2=CH—CN丙烯腈(腈綸[jīnglún]的單體)常見親核試劑有氫氰酸、醇、醋酸等。(3)氧化還原反應(yīng)①被高錳酸鉀等氧化劑氧化,三鍵斷裂生成兩分子羧酸3CHCH+10KMnO4+2H2O6CO2+10KOH+10MnO2CH3CH2CH2—CC—CH2CH3

KMnO4100℃CH3CH2CH2COOH+CH3CH2COOH3-庚炔丁酸丙酸(3)

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