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本课件系统讲解烯烃和炔烃的结构、同分异构与命名，重点展开催化加氢、亲电加成、亲核加成、氧化反应与聚合反应，并介绍α-氢的反应、炔氢的酸性及烯烃炔烃的工业来源与制法。
3.1烯烃和炔烃的结构构
3.1.1碳碳双键的组成成
3.1.2碳碳三键的组成成
3.1.3π键的特性性
3.2烯烃和炔烃的同分异构构
3.3烯烃和炔烃的命名名
3.3.1烯基与炔基基
3.3.2烯烃和炔烃的命名名
3.3.3烯烃顺反异构体的命名名
3.3.4烯炔的命名名
3.4烯烃和炔烃的物理性质质
3.5烯烃和炔烃的化学性质质
3.5.1加氢氢
3.5.2亲电加成成
3.5.3亲核加成成
3.5.4氧化反应应
3.5.5聚合反应应
3.5.6α–氢原子的反应
3.5.7炔烃的活泼氢反应应
3.6烯烃和炔烃的工业来源和制法法
3.6.1低级烯烃的工业来源源
3.6.2乙炔的工业生产产
3.6.3烯烃的制法法
3.6.4炔烃的制法法
不饱和烃炔烃烯烃含有碳碳重键的化合物烯烃的通式：CnH2n炔烃的通式：CnH2n-2官能团乙烯环己烯乙炔
3.1烯烃和炔烃的结构构
3.1.1烯烃碳碳双键的组成2p2s1s基态激激发态sp2杂化态1s2p2s2p1ssp2电子跃迁杂化
图3.1 sp2杂化轨道形成过程示意图
每个sp2杂化轨道含1/3 s 轨道成分，含2/3 p轨道成分。
图3.2 一个sp2杂化轨道三个sp2杂化轨道在同一平面上，成平面三角形几何图形，其轨道间对称轴的夹角为120°。
在乙烯分子中，每个碳原子都是sp2 杂化。C－Hσ键的形成:sp2–sp2交盖C－Cσ键的形成:sp2-1s 交盖一个C－Cσ键和4个C－Hσ键共处同一平面。构成分子中2个碳4个氢共在一个平面，成平面形分子。
图3.4 乙烯的结构
C－Cπ键的形成：垂直于sp2杂化轨道所在平面且相互平行的2个p 轨道进行侧面交盖构成π键。在π键中，电子云分布在两个C原子所处平面的上方和下方。
图3.5 乙烯分子中的π键
构成π键的P轨道上的电子裸露于分子平面，碳原子对P轨道上的电子束缚力少，因此π键上的电子有较大流动性，可极化性大，受外界试剂影响容易极化，所以烯烃有较大的化学活性。
3.1.2炔烃碳碳三键的组成sp 杂化态sp22p1s激发态1s2p2s基态2p2s1s电子跃迁杂化
图3.6 sp 杂化轨道形成过程示意图
每个sp杂化轨道：50% 的s 轨道的成分，50% 的p轨道的成分。sp杂化碳原子的两个sp杂化轨道对称轴间的夹角为180°, 未参与杂化的两个p轨道的对称轴相互垂直。sp杂化轨道成直线形的几何构型。在乙炔分子中：C－Ｃσ键的形成:sp–sp交盖C－Hσ键的形成:sp–1s交盖三个σ键，其对称轴处于同一直线上。
图3.7 两个sp 杂化轨道
在乙炔分子中，两个π键的π电子云分布在C－Ｃσ键的四周，呈圆柱形。两个π键的形成：成键的两个C原子上各有两个相互垂直的2p轨道，其对称轴两两相互平行，进行侧面交盖，形成两个π键。
3.1.3π键的特性碳碳双键不能自由旋转，π电电子云具有较大的流动性，易于发生极化。
图3.8 乙炔分子的结构
图3.9 乙炔分子比例模型
图3.10 乙炔π键的电子云分布
3.2烯烃和炔烃的同分异构C5H8:1–戊戊炔3 –甲基–1–丁炔2–戊炔C4H8:1–丁烯2–甲基丙烯2–丁烯碳架异构官能团位次异构构造异构
顺–2–丁烯反–2–丁烯
图3.11 2–丁烯顺反异构体的模型
3.3烯烃和炔烃的命名名
3.3.1烯基与炔基乙烯基基(vinyl)烯丙基(allyl 或allylic group)丙烯基(propenyl)异丙烯基(isopropenyl)乙炔基(ethynyl)炔丙基丙炔基
3.3.2烯烃和炔烃的命命
2 –甲基–3–己炔
3.3.3烯烃顺反异构体的命名名
3.3.4烯炔的命名名
3.4烯烃和炔烃的物理性质质
3.5烯烃和炔烃的化学性质质
由于π键易于断裂，加成反应是烯烃和炔烃的主要反应：烯烃：炔烃：加成反应——试剂的两部分分别加到重键两端的碳原子上的反应。
3.5.1加氢催化剂：Pt, Pd, Ni烯烃烃和炔烃在催化剂存在下，与氢气进行加成反应，生成烷烃：催化氢化反应
反应特点：
图3.13 催化氢化反应机理示意图
催化剂的表面对重键、氢分子的吸附，使π 键和H-H键松驰，降低价键断裂的离解能，从而降低反应的活化能。*催化剂的作用:是降低反应的活化能。E1E2有催化剂无催化剂反应进程能量
图3.12 烯烃氢化反应的能量变化图*放热反应键的断裂：π键, H－H σ键形成的键: 2 C－Hσ键
氢化热：1mol不饱和烃进行氢化反应时所放出的能量。氢化热与不饱和烃的稳定性相关：氢化热越高，不饱和烃的稳定性则越低。氢化热/ (kJ·mol-1)119.7 115.5稳定性：( I ) <( II ) 例如：( I ) ( II )
放出氢化热越高,说明原烯烃能量越高,越不稳定。所以：反式烯烃比顺式烯烃能量低，所以反式烯烃比顺式烯烃稳定。烯烃双键碳上连有烃基越多，体系能量越低，稳定性越高。
炔烃的部分催化加氢反应炔烃的催化加氢反应随催化剂不同其立体选择性不同。能使炔烃顺式部分加氢的催化剂：5%Pd/CaCO3/Pb(Ac)2 (Lindlar催化剂)5%Pd-BaSO4/喹啉Ni2B (则P-2)以上催化剂都催化炔烃顺式部分加氢。例：
3.5.2亲电加成不饱和烃都含有π键。烯烃分子子中π轨道处于双键的上方和下方，π电子是裸露的，易于受亲电试剂的攻击。亲电试剂----缺电子的试剂或能分解出正离子的试剂。亲电加成反应----不饱和烃首先受亲电试剂缺电子部分进攻而引起打开π键的加成称为亲电加成。加成时不饱和烃π键断裂，试剂的两部分分别加到重键两端的碳原子上。
图3.14 裸露的π电子云π 键
烯烃加溴的反应机理第一步：
图3.15 溴离子的形成
第二步：
图3.16 溴负离子进攻溴离子
不同烯烃亲电加成反应活性:烷基具有供电子作用，增加了双键上的电子云密度，利于亲电加成反应的进行；双键碳上烃基越多，越容易形成碳正离子，同样利于亲电加成反应的进行。双键碳上的电子密度越高的烯烃或越容易生成稳定碳正离子的烯烃，亲电加成活性越大。卤素：F2> Cl2> Br2> I2
(b) Markovnikov规则当不对称的烯烃或炔烃与不对称的试剂进行加成时，加成方向遵循Markovnikov规则。Markovnikov规则：当不对称烯烃与卤化氢加成时，氢原子加在烃基取代较少的不饱和碳上，卤原子加在烃基取代较多的碳原子上。丙烯2–溴丙烷1–溴丙烷(80％) (20%)
(C) 与HX亲电加成的反应机理决定反应速率的一步是碳正离子的生成难易。第1步第2步
烯烃同卤化氢加成的反应机理
图3.17 生成碳正离子的示意图
图3.18 卤负离子与碳正离子结合的示意图
带有正电荷的碳原子为sp2 杂化, 碳上三个杂化轨道的分布是三角平面构型，空的p 轨道与这个平面相垂直。(d) 碳正离子+120°
图3.20碳正离子的结构碳正离子的稳定性：叔碳
烷基给电子作用，增加了中心碳原子上正电荷的分散程度，从而提高了碳正离子的稳定性。烃基对含正电荷的碳存在给电子诱导效应(e) Markovnikov 规则的理论解释：(I)(II)碳正离子的稳定性：(I) > (II)+
不对称烯烃与亲点试剂加成时,亲电试剂中缺电子部分(或H质子)总是加到双键含氢较多的碳上,而试剂中多电子部分(或卤原子)则加到双键含氢较少或不含氢的碳上。例：反马氏规律的反应：
HClCl-(I)Cl-碳正离子的稳定性:叔碳正离子>仲碳正离子(II)氢迁移思考题给出下列反应的机理：(40%) (60%)0℃(f) 碳正离子的重排：
(g) 过氧化物效应不对称烯烃与HBr在过氧化物的存在下进行加成，其加成方向则反Markovnikov 规则。自由基型反应。反Markovnikov规则。惟一只有HBr才能与不对称烯烃、炔烃进行过氧化物效应反应。过氧化二乙酰过氧化二苯甲酰
与硫酸加成的反应特性：
炔烃加水反应需在硫酸汞的硫酸溶液催化下进行：官能团的转换：1–己炔烯醇2–己酮酮式——烯醇式互变异构
不对称炔烃与H2O的加成符合Markovnikov 规则。含三碳以上的炔烃加水都生成酮。与水加成在硫酸催化条件下烯烃比炔烃快；在硫酸汞催化条件下炔烃比烯烃快。
硼氢化反应：溶剂：乙醚、四氢呋喃(THF)二甘醇二甲醚(CH3OCH2CH2OCH2CH2OCH3)试剂：乙硼烷(B2H6)通常用于制备由反Markovnikov规则加成得到的醇；或醛、酮。有机硼烷作为中间体
反应特性：
硼氢化反应在合成上的应用：α–烯烃经硼氢化氧化水解得到伯醇；非α–烯烃经硼氢化氧化水解得到仲醇；α–炔烃经硼氢化氧化水解得到醛；非α–炔烃经硼氢化氧化水解得到酮。炔烃硼氢化反应再质子化被还原为顺式烯烃。
烯烃与HBr顺式加成(也可反式加成)。烯烃反式加成试剂中的两个原子或两个基团分别从双键的异侧加到双键两端的碳原子上环烯烃硼氢化–氧化反应的顺式加成立体选择性应用：(86%)
3.5.3亲核加成与烯烃相比，炔烃不容易进行亲亲电加成反应，但炔烃容易与含活泼氢的试剂进行亲核加成反应。甲基乙烯基醚乙酸乙烯酯
亲核反应机理：第一步: 带有负电荷的甲氧负离子进攻三键上的碳原子，生成乙烯基负离子，此步骤是慢步骤。第二步：碳负离子同质子相结合先由负离子(或带未共用电子对的中性分子)进攻缺点子的核而引起的加成反应，称为亲核加成反应。用于进攻的试剂称为亲核试剂(H－Nu)。
3.5.4氧化反应应
烯烃同热的酸性或中性KMnO4溶液反应，双键断裂，生成含氧化合物：亚异丙基环己烷环己酮丙酮此反应用于烯烃的结构和碳碳双键的鉴定。
生成醛、酮
2–甲基–2–丁烯丙酮乙醛炔烃与臭氧反应，生成羧酸或HCHO: 臭氧化反应可用于重键位置的确定。
工业上，在氯化钯–氯化铜的作用下，烯烃被O2或空气氧化，生成醛或酮：工业上，在活性Ag催化作用下，用O2 或空气氧化乙烯，制备环氧乙烷。环氧乙烷是生产涤纶的重要原料。
3.5.5聚合反应应
氯丁橡胶及甲醇胶等黏合剂的原料反应机理：
3.5.6α–氢原子的反应α–Hsp2 杂化ssp3 杂化Ziegler –Natta 催化剂
3.5.7炔烃的活泼氢反应应
3.29
2.73
2.48s 成分/％: 50 33 25(碳负离子)共轭碱乙炔：
36.542pKaa:
3.2
15.816~17 26 344
(b) 炔烃的合成炔(基)钠是作为亲核试剂。:只适用于伯卤代烷如炔(基)钠在合成上的应用:
3.6烯烃和炔烃的工业来源和制法法
3.6.1低级烯烃的工业来源源（略）
消除反应消除反应消除反应
3.6.3烯烃的制法法
3.6.4炔烃的制法法
反应(经重排)得到醛或酮。
第三章作业（P112-117）（二）（四）（七）（八）（十一）（十五的2~3小题）（十六的2~5小题）（二十一）
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