第四章 炔烃 二烯烃 红外光谱ppt课件.ppt

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1、第四章炔烃二烯烃红外光谱有机化学OrganicChemistry(一)炔烃定义:分子中含有碳碳叁键的烃叫做炔烃,它的通式:CnH2n-2官能团为:-CC-(1)异构体——从丁炔开始有异构体.同烯烃一样,由于碳链不同和叁键位置不同所引起的.由于在碳链分支的地方不可能有叁键的存在,所以炔烃的异构体比同碳原子数的烯烃要少.由于叁键碳上只可能连有一个取代基,因此炔烃不存在顺反异构现象.4.1炔烃的异构和命名戊炔的构造异构体:CH3CH2CH2CCHCH3CHCCH1-戊炔CH3CH3CH2CCCH32-戊炔炔烃的系

2、统命名法与烯烃相似;以包含叁键在内的最长碳链为主链,按主链的碳原子数命名为某炔,代表叁键位置的阿拉伯数字以取最小的为原则而置于名词之前,侧链基团则作为主链上的取代基来命名.(2)炔烃的命名(系统命名)含有双键的炔烃在命名时,一般.碳链编号以表示双键与叁键位置的两个数字之和最小为原则.例如:CH3-CH=CH-CCH3-戊烯-1-炔(不叫2-戊烯-4-炔)CH3CH2CCCH3CH2=CH-CCH系统法:2-戊炔1-丁烯-3-炔衍生物法:甲基乙基乙炔乙烯基乙炔乙炔的衍生物命名法:先命名烯再命名炔乙炔分子是一个线

3、形分子,四个原子都排布在同一条直线上.乙炔的两个碳原子共用了三对电子.烷烃碳:sp3杂化烯烃碳:sp2杂化炔烃碳:sp杂化4.2炔烃的结构(1)乙炔的结构由炔烃叁键一个碳原子上的两个sp杂化轨道所组成的键则是在同一直线上方向相反的两个键.在乙炔中,每个碳原子各形成了两个具有圆柱形轴对称的键.它们是Csp-Csp和Csp-Hs.(2)乙炔分子中的键C:2s22p22s12px12py12pz1乙炔的每个碳原子还各有两个相互垂直的未参加杂化的p轨道,不同碳原子的p轨道又是相互平行的.一个碳原子的两个p轨道和另一

4、个碳原子对应的两个p轨道,在侧面交盖形成两个碳碳键.(3)乙炔的键杂化轨道理论:两个成键轨道(1,2),两个反键轨道(1*,2*)两个成键轨道组合成了对称分布于碳碳键键轴周围的,类似圆筒形状的电子云.(4)乙炔分子的圆筒形电子云碳碳叁键是由一个键和两个键组成.键能—乙炔的碳碳叁键的键能是:837kJ/mol;乙烯的碳碳双键键能是:611kJ/mol;乙烷的碳碳单键键能是:347kJ/mol.C-H键长—和p轨道比较,s轨道上的电子云更接近原子核.一个杂化轨道的s成分越多,则在此杂化轨道上的电

5、子也越接近原子核.由sp杂化轨道参加组成共价键,所以乙炔的C-H键的键长(0.106nm)比乙烯(0.108nm)和乙烷(0.110nm)的C-H键的键长要短.碳碳叁键的键长—最短(0.120nm),这是除了有两个键,还由于sp杂化轨道参与碳碳键的组成.(5)总结(1)炔烃的物理性质和烷烃,烯烃基本相似;(2)低级的炔烃在常温下是气体,但沸点比相同碳原子的烯烃略高;(3)随着碳原子数的增加,沸点升高.(4)叁键位于碳链末端的炔烃(又称末端炔烃)的沸点低于叁键位于碳链中间的异构体.(5)炔烃不溶于水,但易溶于极

6、性小的有机溶剂,如石油醚,苯,乙醚,四氯化碳等.4.3炔烃的物理性质(a)叁键的碳氢键由sp杂化轨道与氢原子参加组成共价键,叁键的电负性比较强,使C-H键的电子云更靠近碳原子.这种C-H键的极化使炔烃易离解为质子和比较稳定的炔基负离子(-CC-).(即：有利于炔C-H异裂形成H+；烷烃C-H易均裂——如氯取代反应)(b)炔烃H原子活泼,有弱酸性和可被某些金属原子取代.(c)炔烃具有酸性,是与烷烃和烯烃比较而言,其酸性比水还弱.（书中pKa比较）4.4炔烃的化学性质炔烃的主要性质是叁键的加成反应和叁键碳上氢原

7、子的活泼性(弱酸性).4.4.1叁键碳上氢原子的活泼性(弱酸性)(d)甲基,乙烯基和乙炔基负离子的碱性和稳定性CH3-甲基负离子CH2=CH-乙烯基负离子CH≡C-乙炔基负离子稳定性碱性CHCNa+C2H5BrCHC-C2H5与金属钠作用CHCHCHCNaNaCCNa与氨基钠作用RCCH+NaNH2RCCNa+NH3烷基化反应----炔化物是重要的有机合成中间体.NaNa液氨液氨—得到碳链增长的炔烃(1)生成炔化钠和烷基化反应与硝酸银的液氨溶液作用--炔化银CHCH+2Ag(NH3)2NO3AgC

8、CAg+2NH4NO3+2NH3乙炔银(白色沉淀)RCCH+Ag(NH3)2NO3RCCAg+NH4NO3+NH3与氯化亚铜的液氨溶液作用--炔化亚铜CHCH+2Cu(NH3)2ClCuCCCu+2NH4Cl+2NH3乙炔亚铜(红色沉淀)RCCH+Cu(NH3)2ClRCCCu+NH4NO3+NH3(2)生成炔化银和炔化亚铜的反应