根 ね 据 すえ 价层电子对互斥理论 ,乙 おつ 烯中每 ごと 一个双键碳原子的键角都約是120°。这个角度 かくど 会 かい 受连接 せっ 在 ざい 双 そう 键碳原子 げんし 上 じょう 的 てき 官能 かんのう 团的 てき 交互 こうご 作用 さよう 产生的 てき 范德瓦 かわら 耳 みみ 斯力 (凡得瓦 かわら 力 りょく )影 かげ 响。比 ひ 如,C-C-C 键角在 ざい 丙 へい 烯中 ちゅう 为123.9°。烯烃的 てき 碳-碳双键键能 比 ひ 单键 高 こう ,133pm 的 てき 键长 也比单个共 ども 价键短 たん 。
如同單 たん 個 こ 共 きょう 價 あたい 鍵 かぎ ,雙 そう 鍵 かぎ 也能被 ひ 描述為 ため 原子 げんし 軌道 きどう 的 てき 重疊 ちょうじょう 。與 あずか 單 たん 鍵 かぎ 不同 ふどう 的 てき 是 ぜ ,單 たん 鍵 かぎ 只 ただ 包含 ほうがん 一 いち 個 こ σ しぐま 键 ,而碳-碳雙鍵 かぎ 包含 ほうがん 了 りょう 一 いち 個 こ σ しぐま 鍵 かぎ 和 わ 一 いち 個 こ π ぱい 鍵 かぎ 。
每 まい 一個雙鍵碳原子利用它本身的三個sp2 混成 こんせい 軌域與 あずか 三 さん 個 こ 原子 げんし 形成 けいせい σ しぐま 鍵 かぎ ,那 な 一 いち 個 こ 未 み 混成 こんせい 的 てき "2p"軌域,垂直 すいちょく 於由三 さん 個 こ sp2 混成 こんせい 軌域形成 けいせい 的 てき 平面 へいめん ,重疊 ちょうじょう 形成 けいせい π ぱい 鍵 かぎ 。
順 じゅん -2-丁 ちょう 烯 反 はん -2-丁 ちょう 烯因 いん 為 ため 需要 じゅよう 很多的 てき 能 のう 量 りょう 才能 さいのう 破壞 はかい π ぱい 鍵 かぎ (對 たい 於乙烯是264 千 せん 焦 こげ /莫爾),所 しょ 以碳-碳雙鍵 かぎ 間 あいだ 的 てき 轉 てん 動 どう 很困難 なん 並 なみ 嚴重 げんじゅう 受限。結果 けっか 是 ぜ 取 と 代 だい 烯烴存在 そんざい 一 いち 個 こ 或 ある 兩個 りゃんこ 異 い 構物 (順 じゅん 式 しき 異 い 構和 わ 反 はん 式 しき 異 い 構 )。例 れい 如順 じゅん -2-丁 ちょう 烯中 なか 的 てき 兩個 りゃんこ 甲 きのえ 基 はじめ 取 と 代 だい 在 ざい 雙 そう 鍵 かぎ 的 てき 同一 どういつ 側 がわ ,而反 はん -2-丁 ちょう 烯的 てき 在 ざい 不同 ふどう 的 てき 側面 そくめん 。
雙 そう 鍵 かぎ 不可能 ふかのう 被 ひ 扭曲。事實 じじつ 上 じょう ,一 いち 個 こ 90°的 てき 扭曲需要 じゅよう 的 てき 能 のう 量 りょう 約 やく 等 とう 於
π ぱい
{\displaystyle \pi }
鍵 かぎ 鍵 かぎ 能 のう 的 てき 一半 いっぱん 。p軌道 きどう 之 これ 間 あいだ 的 てき 偏差 へんさ 與 あずか 預 あずか 期 き 的 てき 要 よう 小 しょう ,因 いん 為 ため 形成 けいせい 了 りょう 三角形 さんかっけい 平面 へいめん 。反 はん -環 たまき 辛 からし 烯是 ぜ 不 ふ 稳定的 てき ,軌道 きどう 誤差 ごさ 僅僅 きんきん 是 ぜ 19°,二 に 面 めん 角 かく 137°(正常 せいじょう 應 おう 該是120°),並 なみ 且還有 ゆう 18°錐 きり 形 がた 化 か 。這解釋 しゃく 了 りょう 為 ため 什麼 いんも 這個化合 かごう 物 ぶつ 有 ゆう 0.8 D的 てき 偶極矩 のり (順 じゅん 式 しき 為 ため 0.4 D,預 あずか 期 き 均 ひとし 應 おう 該為零 れい )。反 はん 式 しき 環 たまき 庚 かのえ 烷只 ただ 能 のう 在 ざい 低温 ていおん 下 か 穩定存在 そんざい 。
烯烴的 てき 物理 ぶつり 性質 せいしつ 可 か 以與烷烴 對比 たいひ 。物理 ぶつり 狀態 じょうたい 決定 けってい 於分子 ぶんし 質量 しつりょう 。簡單 かんたん 的 てき 烯烴中 ちゅう ,乙 おつ 烯 、丙 へい 烯和 わ 丁 ちょう 烯是 ぜ 氣體 きたい (C2~C4烯烴為 ため 氣體 きたい ),含有 がんゆう 五 ご 至 いたり 十 じゅう 八 はち 個 こ 碳 原子 げんし 的 てき 直 ちょく 鏈烯烴是液體 えきたい (C5~C18為 ため 易 えき 揮發 きはつ 液體 えきたい ),更 さら 高級 こうきゅう 的 てき 烯烴則 そく 是 ぜ 蠟狀固體 こたい (C19以上 いじょう 固體 こたい )。在 ざい 正 せい 構烯烴中,隨 ずい 著 ちょ 相對 そうたい 分子 ぶんし 質量 しつりょう 的 てき 增加 ぞうか ,沸點 ふってん 升 ます 高 だか 。同 どう 碳數正 せい 構烯烴的沸點 ふってん 比 ひ 帶 たい 支 ささえ 鏈的烯烴沸點 ふってん 高 だか 。相 あい 同 どう 碳架的 てき 烯烴,雙 そう 鍵 かぎ 由 よし 鏈端移 うつり 向 こう 鏈中間 あいだ ,熔點、沸點 ふってん 都 と 有 ゆう 所 しょ 增加 ぞうか 。烯烴為 ため 非 ひ 極性 きょくせい 化合 かごう 物 ぶつ ,其唯一 いち 的 てき 分子 ぶんし 間 あいだ 作用 さよう 力 りょく 為 ため 分散 ぶんさん 力 りょく ,因 いん 此烯烴不溶於水 みず ,但 ただし 可 か 溶於四 よん 氯化碳等 とう 有機 ゆうき 溶劑 ようざい 。液體 えきたい 烯類之 の 密度 みつど 小 しょう 於水 みず ,會 かい 浮在水面 すいめん 上 じょう 。反 はん 式 しき 烯烴比 ひ 順 じゅん 式 しき 烯烴的 てき 沸點 ふってん 低 てい ,而熔點 てん 高 だか ,這是因 いん 反 はん 式 しき 異 い 構體極性 きょくせい 小 しょう ,對稱 たいしょう 性 せい 好 このみ 。與 あずか 相應 そうおう 的 てき 烷烴相 しょう 比 ひ ,烯的沸點 ふってん 、折 おり 射 しゃ 率 りつ ,水中 すいちゅう 溶解 ようかい 度 ど ,相對 そうたい 密度 みつど 等 とう 都 と 比 ひ 烷的略 りゃく 小 しょう 些。其密度 みつど 比 ひ 水 みず 小 しょう 。
烯烃的 てき 化学 かがく 性 せい 质比较稳定 じょう ,但 ただし 比 ひ 烷烃 活 かつ 泼。与 あずか 乙 おつ 烯相似 そうじ ,可 か 使 つかい KMnO₄酸性 さんせい 溶液 ようえき 褪色 たいしょく ,考 こう 虑到烯烃中 ちゅう 的 てき 碳-碳双键比烷烃中 ちゅう 的 てき 碳-碳单键强,所以 ゆえん 大 だい 部分 ぶぶん 烯烃的 てき 反 はん 应都有 ゆう 双 そう 键的断 だん 开并形成 けいせい 两个新 しん 的 てき 单键 。
烯烃因 いん 为可以广泛参与 さんよ 石 いし 化 か 工 こう 业的反 はん 应,被 ひ 誉 ほまれ 为石化工 かこう 业的原材料 げんざいりょう 。
烯烃能 のう 进行很多种加 か 成 なり 反 はん 应 :
大 だい 部分 ぶぶん 的 てき 烯烃加 か 成 なり 反 はん 应是依 よ 照 あきら 亲电加 か 成 なり 机 つくえ 理 り 完成 かんせい 的 てき 。一个例子就是Prins反 はん 应 ,其中羰基 是 ぜ 亲电试剂。
RCH=CH2 + HX → RCHX-CH3
RCH=CH2 + H2 O → RCHOH-CH3
RCH=CH2 + X2 → RCHX-CH2 X
RCH=CH2 + X-OH → RCHOH-CH2 X
烯烃经催化 氢化 可 か 得 え 到 いた 相 あい 应的烷烃 。这种反 はん 应需要 よう 在高 ありだか 压环境 さかい 下 か 由 よし 金属 きんぞく 催化剂 参与 さんよ 进行。一般工业催化剂包含了镍 、鈀 和 わ 铂 。实验室 しつ 合成 ごうせい 中 ちゅう ,Raney镍 是 ぜ 常用 じょうよう 催化剂。一个例子就是乙 おつ 烯 催化加 か 氢得到 いた 乙 おつ 烷 :
CH2 =CH2 + H2 → CH3 -CH3
烯烃在 ざい 酸 さん (常用 じょうよう 硫酸 りゅうさん 或 ある 磷酸 )的 てき 催化作用 さよう 下 か ,与 あずか 水 みず 直接 ちょくせつ 加 か 成 なり 生成 せいせい 醇 あつし 。酸 さん 催化下 か ,烯烃的 てき 直接 ちょくせつ 水 みず 合 あい 是 ぜ 亲电加 か 成 なり 反 はん 应。反 はん 应的第 だい 一步是酸中的质子加到双键碳原子上,生成 せいせい 碳正离子中 ちゅう 间体,这一步是控制反应速率的慢步骤。然 しか 后 きさき 水 すい 分子 ぶんし 与 あずか 碳正离子反 はん 应,生成 せいせい 质子化 か 的 てき 醇 あつし 。最 さい 后 きさき 质子化 か 的 てき 醇 あつし 失 しつ 去 さ 质子生成 せいせい 醇 あつし 。不 ふ 对称烯烃与水 すい 的 てき 加 か 成 なり 也遵循马氏 し 规则。例 れい 如:
CH2 =CH2 + HOH → CH3 -CH2 -OH (H3 PO4 ,280-300℃,7-8MPa)
CH3 -CH=CH2 + HOH → CH3 CHOHCH3 (H3 PO4 ,195℃,2MPa)
上述 じょうじゅつ 反 はん 应工业上生 せい 产乙醇 あつし 和 わ 异丙醇 あつし 等 ひとし 低 てい 级醇的 てき 一 いち 种方法 ほう ,称 しょう 为“直接 ちょくせつ 水 すい 合法 ごうほう ”。除 じょ 乙 おつ 烯外,其他烯烃均 ひとし 不 ふ 生成 せいせい 伯 はく 醇 あつし 。
烯烃与 あずか 溴 或 ある 者 もの 氯 的 いくわ 加 か 成 なり 得 え 到 いた 邻二溴或二氯烷烃。氟,因 いん 为反应太剧烈,过程中 ちゅう 放出 ほうしゅつ 大量 たいりょう 的 てき 热,容易 ようい 使 し 烯烃分解 ぶんかい ,所以 ゆえん 反 はん 应需在 ざい 特定 とくてい 条件下 じょうけんか 进行。氯,溴,容易 ようい 发生加 か 成 なり 反 はん 应,但 ただし 是 ぜ 一般具有很强的立体选择性,生成 せいせい 反 はん 式 しき 产物。碘,活 かつ 泼性太 ふと 低 てい ,通常 つうじょう 不能 ふのう 直接 ちょくせつ 反 はん 应。溴水的 てき 褪色 たいしょく 可 か 以作为检验乙烯的测试:
CH2 =CH2 + Br2 → BrCH2 -CH2 Br
以下 いか 是 ぜ 此反应机理 り :
此反应之所以 ゆえん 能 のう 够发生 せい ,是 ぜ 因 いん 为双键的高 だか 电子云 うん 密度 みつど 导致了 りょう 溴-溴间电子的 てき 临时移 うつり 动产生 せい 一个临时的偶极,最 さい 终导致靠近 ちか 双 そう 键的溴略显正电性变为亲电试剂。
与 あずか 卤化氢 加 か 成 なり :例 れい 如HCl或 ある HBr,最 さい 终生成 せいせい 相 しょう 应的卤代烷 。但 ただし 如果是 ぜ HF,可 か 以发生 せい 加 か 成 なり 反 はん 应,但 ただし 同 どう 时还会 かい 使 し 烯烃聚合。
CH3 -CH=CH2 + HBr → CH3 -CHBr -CH3
如果两个双 そう 键碳原子 げんし 连接的 てき 氢原子 げんし 数量 すうりょう 不等 ふとう ,卤素将 はた 优先加 か 成 なり 在 ざい 拥有氢较少 しょう 的 てき 碳上(Markovnikov's规则 )
以下 いか 是 ぜ 反 はん 应机理 り :
烯烃与 あずか 次 じ 卤酸 (常用 じょうよう 次 じ 氯酸或 ある 次 じ 溴酸 )加 か 成 なり 生成 せいせい β べーた -卤代醇 あつし 。例 れい 如:
CH2 =CH2 + HOCl → CH2 ClCH2 OH
在 ざい 实际生 せい 产中,由 ゆかり 于次氯酸不 ふ 稳定,常用 じょうよう 氯和水 すい 直接 ちょくせつ 反 はん 应。例 れい 如,将 はた 乙 おつ 烯和氯气直接 ちょくせつ 通 どおり 入水 じゅすい 中 ちゅう 以生产β べーた -氯乙醇 あつし 。这时反 はん 应的第 だい 一步是烯烃与氯气进行加成,生成 せいせい 环状氯鎓离子 中 ちゅう 间体 。在 ざい 第 だい 二 に 步 ほ 反 はん 应中,由 ゆかり 于大量水 りょうすい 的 てき 存在 そんざい ,水 みず 进攻氯鎓离子生成 せいせい β べーた -氯乙醇 あつし 。但 ただし 溶液 ようえき 中 ちゅう 还有氯离子 こ 存在 そんざい ,它进攻 おさむ 氯鎓离子,故 こ 有 ゆう 副 ふく 产物1,2-二 に 氯乙烷 生成 せいせい 。
不 ふ 对称烯烃与次 じ 卤酸的 てき 加 か 成 なり ,也遵循马氏 し 规则。亲电试剂的 てき 氯加到 いた 含氢较多的 てき 双 そう 键碳原子 げんし 上 じょう ,水 みず 加 か 到 いた 含氢较少的 てき 双 そう 键碳原子 げんし 上 じょう 。例 れい 如:
CH3 CH=CH2 + HOCl → CH3 CHOHCH2 Cl
上述 じょうじゅつ 两个反 はん 应的产物——氯乙醇 あつし 和 わ 1-氯-2-丙 へい 醇 あつし 是 ぜ 制 せい 备环氧乙 おつ 烷 和 わ 甘 あま 油 あぶら 等化 とうか 合 あい 物的 ぶってき 重要 じゅうよう 化工 かこう 原料 げんりょう 。
和 かず 烯烃与卤化氢的加 か 成 なり 相似 そうじ ,烯烃与 あずか 硫酸 りゅうさん 的 いくわ 加 か 成 なり 也是离子型 がた 的 てき 亲核加 か 成 なり 。例 れい 如,将 はた 乙 おつ 烯通入 にゅう 冷 ひや 的 てき 浓硫酸 りゅうさん 中 ちゅう ,首 しゅ 先 さき 质子加 か 到 いた 一个双键碳原子上,生成 せいせい 碳正离子中 ちゅう 间体,然 しか 后 きさき 硫酸 りゅうさん 氢负离子与 あずか 之 これ 结合,生成 せいせい 硫酸 りゅうさん 氢乙酯 :
CH2 =CH2 + HOSO2 OH → CH3 -CH2 -OSO2 OH
因 いん 为硫酸 りゅうさん 拥有两个活 かつ 泼氢原子 げんし ,所以 ゆえん 在 ざい 一定条件下可与两分子乙烯进行加成,生成 せいせい 硫酸 りゅうさん 二 に 乙 おつ 酯 (中性 ちゅうせい 硫酸 りゅうさん 酯 ):
CH2 =CH2 + HOSO2 OH + CH2 =CH2 → CH3 CH2 OSO2 OCH2 CH3
不 ふ 对称烯烃与硫酸 りゅうさん 的 てき 加 か 成 なり 反 はん 应,也符合 ふごう 马氏规则 。例 れい 如(括 くく 号 ごう 内 ない 为反应温度 おんど 及硫酸 りゅうさん 浓度):
CH3 CH=CH2 + HOSO2 OH → CH3 CH(OSO2 OH)CH3 (50℃,75-85%)
(CH3 )2 C=CH2 + HOSO2 OH → (CH3 )3 COSO2 OH (10-30℃,50-65%)
上述 じょうじゅつ 反 はん 应说明 あきら ,烯烃对反应条件 じょうけん 和 わ 硫酸 りゅうさん 浓度的 てき 要求 ようきゅう ,随 ずい 着 ぎ 烯烃双 そう 键碳原子 げんし 上 じょう 连接的 てき 甲 かぶと 基 もと 增 ぞう 多 た 而降低 てい ,即 そく 烯烃的 てき 活性 かっせい 和 わ 烯烃与卤素、卤化氢的加 か 成 なり 活性 かっせい 相 しょう 同 どう 。
若 わか 将 しょう C12 至 いたり C18 的 てき 直 ちょく 链α あるふぁ -烯烃与 あずか 硫酸 りゅうさん 反 はん 应,再 さい 将 しょう 生成 せいせい 的 てき 酸性 さんせい 硫酸 りゅうさん 酯用碱 中和 ちゅうわ ,则会得 えとく 到 いた 一种硫酸酯盐型阴离子表面 ひょうめん 活性 かっせい 剂 ,可 か 作 さく 为液体 えきたい 洗 あらい 涤剂的 てき 原料 げんりょう ,也可用作 ようさく 纺织助 じょ 剂 :
R-CH=CH2 + HOSO2 OH → R-CH(OSO2 OH)CH3
R-CH(OSO2 OH)CH3 + NaOH → R-CH(OSO2 ONa)CH3 + H2 O
烯烃可 か 以被许多氧化剂所氧化 。
R1 -CH=CH-R2 + O3 → R1 -CHO + R2 -CHO + H2 O
这个反 はん 应可以用来 らい 测定未知 みち 烯烃的 てき 双 そう 键位置 いち 。
3CH2 =CH2 +2KMnO4 +4H2 O→2MnO2 +2KOH+3HO-CH2 -CH2 -OH
烯烃的 てき 聚合反 はん 应 是 ぜ 一个经济意义极高的反应,得 とく 到 いた 的 てき 高 だか 聚物有 ゆう 很高的 てき 工 こう 业价值,例 れい 如塑料 りょう 中 ちゅう 的 てき 聚乙烯 和 わ 聚丙烯 ,合成 ごうせい 润滑油 ゆ 中 なか 的 てき 聚a-烯烃。聚合反 はん 应既可 か 以通过自由 じゆう 基 もと 机 つくえ 理 り 来 らい 实现,又 また 可 か 以通过离子 机 つくえ 理 り 来 らい 实现。
根 ね 据 すえ IUPAC 命名 めいめい 规则,为了给烯烃主链命名 めいめい 。英文 えいぶん 命名 めいめい 将 はた 中 ちゅう 缀-an-换为-en-。例 れい 如CH3 -CH3 是 これ ethan e 。因 よし 此 CH2 =CH2 的 てき 名字 みょうじ 是 ぜ ethen e 。中 ちゅう 文 ぶん 命名 めいめい 是 ぜ 直接 ちょくせつ 将 はた “烷 ”变为“烯 ”,例 れい 如CH3 -CH3 是 これ 乙 おつ 烷 ,因 いん 此CH2 =CH2 的 てき 名字 みょうじ 是 ぜ 乙 おつ 烯 。
在高 ありだか 级烯烃中,因 いん 为双键位置 いち 不同 ふどう 而导致异构体 たい 的 まと 出 で 现,我 わが 们运用 よう 下面 かめん 的 てき 数字 すうじ 系 けい 统:
命名 めいめい 含有 がんゆう 双 そう 键的最 さい 长碳链为主 ぬし 链,使 つかい 得 とく 双 そう 键碳原子 げんし 的 てき 数字 すうじ 尽 つき 可能 かのう 最小 さいしょう 。
用 もちい 第 だい 一个双键碳原子指出双键的位置。
对照烷烃 那 な 样命名取 なとり 代 だい 烯烃或 ある 支 ささえ 链。
首 くび 先 さき 是 ぜ 给碳原子 げんし 标号,按顺序 じょ 注 ちゅう 明 あかり 取 と 代 だい 基 もと 团,双 そう 键和主 ぬし 链的名字 みょうじ 。
CH3 CH2 CH2 CH2 CH==CH2
6 5 4 3 2 1
1-己 おのれ 烯
Hex-1-ene
CH3 |
CH3 CH2 CHCH2 CH==CH2
6 5 4 3 2 1
4-甲 きのえ 基 はじめ -1-己 おのれ 烯
4-Methylhex-1-ene
CH2 CH3
|
CH3 CH2 CHCH2 C==CH2
6 5 4 3 |2 1
CH3
4-乙 おつ 基 もと -2-甲 きのえ 基 はじめ -1-己 おのれ 烯
4-Ethyl-2-methylhex-1-ene
Naming substituted hex-1-enes
顺-反 はん 异构体 たい 的 てき 区 く 别
E 和 わ Z 异构体 たい 的 てき 区 く 别
尽 つき 管 かん IUPAC命名 めいめい 系 けい 统有很高的 てき 通用 つうよう 性 せい 和 かず 精 きよし 确性,但 ただし 是 ぜ 一些烯烃的一般名称已经被广泛接受。
例 れい 如:
(CH3 )2 C=CH2
IUPAC 名稱 めいしょう :
2-甲 きのえ 基 はじめ 丙 へい 烯
一般 いっぱん 名稱 めいしょう :
異 い 丁 ひのと 烯
Rule A-3. Unsaturated Compounds and Univalent Radicals [1] (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ) IUPAC Blue Book.
Rule A-4. Bivalent and Multivalent Radicals [2] (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ) IUPAC Blue Book.
Rules A-11.3, A-11.4, A-11.5 Unsaturated monocyclic hydrocarbons and substituents [3] (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ) IUPAC Blue Book.
Rule A-23. Hydrogenated Compounds of Fused Polycyclic Hydrocarbons [4] (页面存 そん 档备份 ,存 そん 于互联网档案 あん 馆 ) IUPAC Blue Book.