烷烃与烯烃

对医用化学有机物部分烯烃和烷烃的高度总结，对大学高中有机部分都适用

烷烃与烯烃

• 烃的含义：仅由碳和氢组成的化合物。 即碳氢化合物。
• 烷烃的结构
  • 一、烷烃的结构及单键的概念
    • 烷烃分子中的碳原子均为sp3杂化
    • 乙烷中的σ键: 旋转不影响轨道重叠程 度, 即σ键可沿键轴“自由” 转动; 重叠程度大, 稳定性高; 键的极化度小.
    • 烷烃分子结构特征是： 1. 烷烃分子中的碳原子均为sp3杂化 2. 各原子之间都以单键相连， （因键电子云沿键轴成圆柱形对称分布） 两个成键原子可绕键轴“自由”旋转。 3. 键角接近109°28′
  • 二、烷烃的同系列和通式
    • 通式：通式： CnH2n+2
    • 同系列：具有相同分子通式和相同结构特征的一系列 化合物 同系物：同系列中各化合物
    • 碳原子的类型
      • 伯碳(1°)：只与1个其他碳原子直接相连, 一级碳原子 仲碳(2°)：只与2个其他碳原子直接相连, 二级碳原子 叔碳(3°)：与3个其他碳原子直接相连, 三级碳原子 季碳(4°)：与4个其他碳原子直接相连, 四级碳原子p
• 烷烃的命名
  • (一) 普通命名法(习惯命名法)，适用于简单的链烃。
    • 1. 按分子中碳原子总数叫“某烷”。≤10C 用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，>10C 用十一、十二 等中文数字表示 2. 用“正”、“异”、“新” 等字区别同分异构体。p
  • （二）系统命名法
    • 烃基及其命名
      • 烃分子中去掉一个氢原子后剩下的原子团叫做烃基。 脂肪烃基：脂肪烃去掉1个H所剩下的部分。 “R-” 烷基：烷烃分子中去掉一个氢原子后剩下的部分。烃基的名称由相应的烃名确定。 当烃分子中含有不同类型的氢时, 会出现不同的烃基。p
    • 烷烃系统命名法的要点
      • 分为三步：一选二编三配基。 1. 选母体：碳链最长，取代基最多 2. 编号：位次最低(最低系列原则) 3. 取代基：先小后大 (优基置后)
      • 主要烷基的优先顺序：异丙基>丙基>乙基>甲基 p
• 烷烃的性质
  • 一、烷烃的物理性质
  • 二、烷烃的化学性质
    • (一)、化学稳定性：在室温下，烷烃与强酸(如硫酸、盐酸)、强碱 (如氢氧化钠)、强氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾)、 强还有剂(如锌加盐酸、乙醇钠)一般情况下都不发 生反应。
    • (二) 卤代反应：甲烷的卤代：在紫外光照射或温度在 250~400℃的条件下，甲烷和氯气可 发生剧烈反应。p
• 烯烃
  • 烯烃中双键的结构
    • 双键结构特点： （1）sp2杂化，平面构型，键角接近1200。 （2）一个σ键、一个π键。 π键垂直于双键骨架所 在的平面。 （3）两双键碳原子之间的电子云密度高，键长短。 （4）由于π键的存在，双键不能旋转。p
  • 烯烃的同分异构：烯烃的异构包括碳链异构、位置异构、顺反异构（几何异构）。例：丁烯有4种同分异构体：p
  • 顺反异构体的判断：（1）必须含有不能自由旋转的双键（刚性结构）。 （2）两双键碳上必须各自连有两个不同的原子或原 子团。p
  • 烯烃的命名：
    • 系统命名原则： （1）选母体：选择含双键在内的最长碳链为主链，根 据主链含碳数叫某烯---母体。 （2）编号：使双键的编号为最小。 （3）名称书写：将双键的位置注明在母体之前；并将 支链名称及位置写在母体名称的前面（优先基团后列 出）。 （4）环烯烃的命名：链烃名称前冠以“环”字；编号 优先照顾双键 （5）烯基的命名： （6）顺反异构体的命名
      • pp
    • 顺反异构体的命名： （1） 顺反命名法 即用顺式（cis）和反式（trans）将一对异构体区别开。 原则为：相同或相近的基团在双键的同侧，为顺式；在异侧， 为反式。 （2）Z-、E-命名法 Z-（德文Zusammen）、E-（Entgegen）命名原则： a、分别比较两双键碳原子上所连基团的大小（次序规则）。 b、两个较大基团在双键的同侧为Z-，异侧为E-。
  • 烯烃的化学性质
    • p
    • （一） 催化加氢
      • p
      • 一个反应能否进行， 并不取决于反应热， 而是取决于活化能。 加入催化剂并不改 变整个反应的反应 热，只是改变了反 应所需的活化能。p
      • 反应机理：一般认为是通过催化剂表面吸附进行的，又称表面催化。 常用催化剂：Pt、Pd、Ni等。 Raney Ni（兰尼镍）：镍铝合金粉用氢氧化钠处理， 溶去铝得多孔镍粉（增大表面积）。 [(C6H5)3P]3RhCl（三苯基氯化铑）：溶于有机溶 剂，均相催化p
    • 亲电加成
      • p p （2）不对称烯烃的加成取向及理论解释:p 马氏规则（Markovnikov΄s rule）：不对称烯烃与卤化氢等不对 称试剂加成时，氢原子总是加到含氢较多的双键碳原子上。 原因： a、电子云密度不同（静态分析）。含氢较多的双键碳 上电子云密度 较高。 b、正碳离子的稳定性不同（动态分析）。
      • p 马氏规则：不对称烯烃与卤化氢等不对称试剂加成时，氢 原子总是加到电子云密度高的双键碳原子上。 p
  • 与水的加成
    • p 特点：（1）必须酸催化。 （2）机理：a、质子进攻产生碳正离子；b、碳正 离子与-OH结合。 （3）得到马氏规则的产物。
  • 加X2
    • p
  • 聚合反应：由单体分子相互作用生成高分子化合物的反 应叫聚合反应p