高中化学竞赛有机专题二 脂肪烃.ppt

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1、专题二脂肪烃一、烷烃二、烯烃三、炔烃二烯烃烷烃（alkane）通式：CnH2n+2一.同系列和同分异构组成上相差CH2及其整数倍。同系列中的各化合物互为同系物。同分异构体：具有相同分子式的不同化合物。构造异构体：具有相同分子式，分子中原子或基团因连接顺序不同而产生的异构体。由碳架不同引起的异构，称碳架异构。(属构造异构)二.烷烃的结构1.碳的SP3杂化和σ键的形成基态时C：1S22S22Px12Py12Pz0四个C-Hσ键六个C-Hσ键一个C-Cσ键C-C键长:154pmC-H键长:107pm键能:345.6kJ/mol键角:109.5o；σ键可以饶轴旋转。烷烃分子立体形状表示方法：实线

2、-键在纸平面上;楔线-键在纸平面前;虚线-键在纸平面后。三.物理性质物理性质与化合物的结构有关1.状态2.沸点(bp)3.熔点(mp)4.相对密度5.溶解度bp.36.1oC25oC9oC四.化学性质化学性质取决于分子的结构。C-C、C-Hσ键。键能较大，极性较小，烷烃稳定。高温、光照等条件下烷烃具有反应活性。1.卤代反应1)氯代反应经历了自由基活性中间体。自由基取代反应。亦称反应历程、反应机制，是描述反应由反应物到产物所经历的每一步过程。2）反应机理氯分子在光照或高温下裂解（均裂），产生自由基：产生甲基自由基：链增长②产生新的氯自由基：链引发①链增长③氯甲基自由基的形成：链增长④氯甲基

3、自由基再与氯分子作用，生成二氯甲烷及氯原子：链增长⑤......自由基之间碰撞，形成稳定分子，反应终止：链终止整个反应经历三个阶段：链引发、链增长、链终止。此自由基反应也称链锁反应或链反应。3）氯代、溴代反应的取向1oH与2oH被取代的概率为:62氢的相对反应活性：1oH:2oH=(45/6):(55/2)=1:3.81oH与3oH氢被取代的概率为:9:1氢的相对反应活性：1oH:3oH=(64/9):(36/1)=1:5氯代反应三种氢的活性：1°H:2°H:3°H=1:3.8:5溴代：溴代反应三种氢的活性：1°H:2°H:3°H=1:82:16004)卤素的活性与选择性卤素的活性：F

4、>Cl>Br>I氯化试剂活性高，溴化试剂活性低。卤代反应的选择性：溴大于氯（Br>Cl)影响卤代产物异构体相对产率的主要因素：概率因素、H原子的反应活性、X原子的反应活性。不同氢的反应活性与自由基的稳定性有关。自由基的稳定性与共价键均裂时键的离解能大小有关.自由基稳定性次序为_________________________________[烷基自由基结构]带孤单电子碳sp²杂化。孤单电子占据未参与杂化的P轨道。P轨道垂直于三个sp²杂化轨道所在的平面。乙基自由基异丙基自由基叔丁基自由基2.燃烧反应烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。3.热裂反应化合物在高温和无氧存在下的分解

5、反应。单电子转移用鱼钩箭头表示。五.烷烃的制备1.碳架不变的反应2.碳原子数增加的反应思考题写出下列合成反应步骤：烯烃（alkenes）一.烯烃的结构官能团：C=C（πσ键）；=Csp2;五个σ键在同一个平面上；π电子云分布在平面的上下方。键键能：264kJ/mol顺、反异构体转化活化能：>264kJ/mol键使C-C键旋转受阻。与双键碳相连的基团或原子在空间有固定的排列。顺反异构。二.物理性质顺反异构体，因几何形状（结构）不同，物理性质不同。=0.33D(bp3.7oC)=0(bp0.9oC)试比较烯烃几何异构体的稳定性。Hf/kJ•mol-1-7.9-12.5双键碳上烷

6、基越多的烯烃越稳定。三.化学反应1.加成反应1）催化加氢顺式加成，定量完成；从位阻小的一面进行。烯烃的不对称氢化反应2）亲电加成缺电子试剂对富电子碳碳双键的进攻，二步。亲电试剂：本身缺少一对电子,又有能力从反应中得到电子形成共价键的试剂。例：H+、Br+、lewis酸等。反应分两步进行：第一步，亲电试剂对双键进攻形成碳正离子。第二步，亲核试剂与碳正离子中间体结合，形成加成产物。控制整个反应速率的第一步反应（慢），由亲电试剂进攻而引起，故此反应称亲电加成反应。a.与卤素加成反应机制（下）加成是亲电的：烷基是给电子基。双键上电子云密度增大,反应速率加快。加成分步进行,第一步(亲电加成)决

7、定反应速率。反应经历溴鎓离子、反式加成。b.与卤化氢加成加成取向——马氏规则在不对称烯烃的加成中,氢总是加到含氢较多的双键碳原子上。加成取向属反应速率问题，与中间体碳正离子稳定性有关。碳正离子含六个电子、带正电荷的碳氢基团。带正电荷的碳sp2杂化；平面型结构；键角120o。碳正离子稳定性次序：3oC+>2oC+>1oC+>CH3+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；C-Hσ电子的离域对