导图社区 单烯烃
这是一篇关于单烯烃的思维导图,主要内容包括:结构,同分异构现象,物理性质,化学性质。单烯烃是一类含有一个碳碳双键的链状不饱和烃,其通式为CnH2n(n≥2),在化工、材料、能源等领域有广泛应用。
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英语词性
生物必修一
法理
单烯烃
结构
烯烃的不饱和度为1
计算方式为Ω(不饱和度)= 1/2(2 + 2n4 + n3 - n1),ni分别是i价碳原子的数量
采用sp2杂化,三条sp2轨道对称轴分布在同一平面上,夹角120°余下一条2p轨道垂直于这个平面
特性
含有s成分高于sp3,所以电子云相对而言更加靠近原子核,C-H键长小于sp3,但是高于sp
两个碳使用sp2轨道形成σ共价键,垂直的两条p轨道形成Π键,其电子云均匀分布在平面上下
Π键的特点: 1.双键相连的两个碳原子不能自由旋转 2.由于是p轨道通过侧面形成,所以不如σ键牢固,容易受到外界影响 3.Π键本质上是依附于σ键形成的,故而其键长是在σ键上吸附,键长更短
双键不处在两核连线上,容易受到攻击
同分异构现象
构造异构
碳架异构
碳原子的连接方式不同
位置异构
官能团所在的碳原子不同
顺反异构
当且仅当每个α碳上都拥有两个不同基团时才会出现,物理性质不同
正反命名式
当双键所连的两个α碳上拥有一个相同基团时可以使用: 如果相同基团在双键同侧视为顺式 如果相同基团在双键异侧视为反式
通常而言顺式的空间位阻较大,不是那么稳定,反式则相对稳定
ZE命名式
当双键连接的两个α碳连接的基团(合计四个)都不一样时使用,当然亦适用于可以用顺反命名的情况:如果优先基团处于同侧则成为z构型,反之则为E构型
命名
1.选择含双键的最长的碳链为主链
2.从离双键最近的一一端开始编号
3.在命名前先写上顺反ZE
其余详参系统命名法
物理性质
基础设定
室温,2-4个C为气体,5-18个为液体,19以上为固体.
熔点和沸点随碳原子的数目的增大而增大
直链烯烃的沸点要高于带支链的异构体,但差别不大
顺式异构体的沸点一般比反式的要高;而熔点较低
烯烃的相对密度都小于1
烯烃几乎不溶于水,但可溶于非极性溶剂
诱导效应
两原子成键时,由于原子的电负性不同,电子云偏向于电负性较大的一方,形成极性共价键。极性共价键产生的电场可引起邻近价键电荷的偏移
化学性质
亲电加成反应:容易被缺电子的物种进攻
与路易斯酸的反应
与卤化氢或者卤素加成
卤化氢气体直接通入烯烃,或者在具有适当极性的溶剂中进行 卤素的话就在室温下CCL4溶液里反应
合成硫酸酯
与硫酸进行反应,生成硫酸酯并间接法制备醇类
还原脱汞反应
本质上是烯烃与水加成,但是反应比烯烃加水更加广泛,具有区域专一性
马氏规则
与硼烷的加成
硼烷对烯烃加成生成烷基硼的反应,称为硼氢化反应,属于亲电加成,一般使用会再次用过氧化物形成醇类物质
反马氏规则
自由基加成反应
烯烃和自由基进行加成的反应,在存在光照或者过氧化物的情况下,为反马氏规则的情况,否则,遵守马氏规则
催化氢化反应
加氢还原,催化剂用于降低烯烃加氢的活化能,大多属于顺式加成,即新的碳氢键都形成于双键的同侧,在此期间放出的热量为氢化热
氧化反应
用KMnO4或者用OsO4反应,其中KMnO4较为便宜,但是生成(尤其是酸性条件下)的邻二醇会被再次氧化,OsO4没有这个问题,但是价格昂贵且有毒
过氧酸酸化反应,生成环氧化合物后开环,最终得到反式邻二醇
臭氧化反应
臭氧化物还原水解后CH2=基变成甲醛H2C=O,RCH=基变为醛RCHO,R2C=基变成酮R2C=O。可推导出烯烃的结构
催化氧化
以银作为催化剂可以生成环氧化合物,以Pd和Cu离子作为反应则会在对称时生成醛,不对称时生成酮
聚合反应
α氢的卤代:低温加成高温取代
马氏规则:带正电荷的原子总是加到含氢较多的双键的碳上, 而带负电荷的原子主要加到含氢较少的双键碳原子上 反马氏规则则正好相反
在成键情况下,电负性相对较高的一方能够吸引电子云向它偏移 同族元素电负性越大-I越大,同周期的元素电负性越大,-I越大 同样的,在不同杂化的情况下,s成分越多,吸电子能力越大,烷基由于s成分较低,成为主要的给电子基团 这种东西平时不发生作用,仅当化学反应发生时发挥作用