有机化学第一讲 高中化学竞赛 联系客服

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溴带反应时(光照,127℃),三种氢的相对活性为: 3°H :2°H :1°H = 1600 :82 :1

例如:

故溴代反应的选择性好,在有机合成中比氯带更有用。

第七节烷烃的卤代反应历程

反应历程化学反应所经历的途径或过程,又称为反应机理。

反应历程是根据大量的实验事实作出来的理论推导,实验事实越丰富,可靠的程度就越大。到目前为止,有些已被公认确定下来,有些尚欠成熟,有待于理论化学工作者的进一步努力。 一甲烷的氯代历程

实验证明,甲烷的氯代反应为自由基历程

从上可以看出,一旦有自由基生成,反应就能连续的进行下去,这样周而复始,反复不断的进行反应,故又称为链锁反应。

凡是自由基反应,都是经过链的引发、链的传递、链的终止三个阶段来完成的。 二、卤素的象对反应活性

1.卤素的反应活性:氟> 氯> 溴> 碘。P39~40 可从卤素对甲烷的反应热ΔHR看出,见P39表2-5 三、烷烃卤代反应的相对活性与烷基自由基的稳定性 1.烷烃卤代的相对活性:3°C-H>2°C-H> 1°C-H

原因:不同C-H键的离解能(D)不同,见P41,键的离解能愈小,则自游基愈容易生成,反应也就易进行。

2.自由基的稳定性:3°R·>2°R·> 1°R· >CH3· 原因:同上,即愈容易生成的自由基愈稳定。

第三讲 单烯烃

单烯烃是指分子中含有一个碳碳双键的不饱和开链烃,习惯上简称烯烃

(alkene)。烯表示分子中含氢较少的意思。烯烃双键通过SP2杂化轨道成键,通式:CnH2n。

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烯烃结构

乙烯是最简单的烯烃,分子式为C2H4 。构造式为H2C=CH2。我们以乙烯为例来讨论烯烃双键的结构。

键能610KJ / mol

C—C 346KJ / mol

由键能看出碳碳双键的键能不是碳碳单键的两倍,说明碳碳双键不是由两个碳碳单键构成的。事实说明碳碳双键是由一个键和一个键构成的。 双键( C=C) = σ键 + π键

现代物理方法证明:乙烯分之的所有原子在同一平面上,其结构如下:

为什么双键碳相连的原子都在同一平面?双键又是怎样形成的呢?杂化轨道理论认为,碳原子在形成双键时是以另外一种轨道杂化方式进行的,这种杂化称为sp2杂化。

乙烯分子的形成

π键键能= 双键键能—碳碳单键键能

= 610.9KJ / mol – 347.3 KJ / mol=263.6KJ / mol 其它烯烃的双键,也都是由一个σ键和一个π键组成的。

碳碳双键是烯烃的官能团,碳碳双键是由一个碳碳σ单键和一个碳碳π键组成,具有刚性,不能绕碳碳双键自由旋转。形成双键的两个碳原子为sp2杂化,它们各用一个sp2杂化轨道“头碰头”重叠形成C-Cσ键;每个碳原子余下的两个sp2轨道分别与其它原子或基团结合形成两个σ单键;这样而形成的五个σ键均处于同一平面上,两个碳原子各剩余一个未参与杂化的P轨道,并垂直于该平面,且互相平行,从而侧面重叠形成π键。所以碳碳双键相当于由一个C-Cσ单键和一个C-Cπ键组成,平均键能为610.9 KJ·mol-1,其中C-Cσ键的平均键能为347.3 KJ·mol-1,π键的键能为263.6 KJ·mol-1,π键能较σ键小。 1.π键的特点:

与σ键相比,π键具有自己的特点,由此决定了烯烃的化学性质。

(1)π键旋转受阻:π键没有轴对称,因此以双键相连的两个原子之间不能再以C-Cσ键为轴自由旋转, 如果吸收一定能量,克服P轨道的结合力,才能围绕碳碳σ旋转,结果使π键被破坏。

(2)π键的稳定性:π键由两个P轨道侧面重叠而成,重叠程度比一般σ键小,键能小,容易发生反应。

(3)π键电子云不是集中在两个原子核之间,而是分布在上下两侧,原子核对π电子的束缚力较小,因此π电子有较大的流动性,在外界试剂电场的诱导下,电子云易变形,导致π键被破坏而发生化学反应。 (4)不能独立存在。