[烯烃的化学性质] 烯烃的化学性质归纳
3.1.4 烯烃的化学性质 Chemical Properties of Alkenes
烯烃的化学性质和烷烃不同。它的分子中存在碳碳双键,化学活泼性大,烯烃的大部分反应发生在碳碳双键上,所以碳碳双键是烯烃的官能团。和双键碳原子直接相连的碳原子称为α-碳原子,α-碳原子上的α-氢也容易发生取代反应。
(1)加成反应。烯烃的加成反应,实质上是碳碳双键的加成反应,也就是打断一个π键,两个一价原子或基团分别加到双键碳原子上,形成两个新的σ键,从而生成饱和化合物。一般可表示为:
Y Z
象这种由一个不饱和化合物和另一个化合物或单质作用,生成一个加成产物的反应,称为加成反应。
烯烃能与一系列加成试剂发生加成反应,例如氢、卤素、卤化氢、次卤酸、硫酸、水等。
a. 加氢。在催化剂铂、钯、镍等存在下,烯烃与氢气加成得到烷烃,这种反应称为催化氢化。
2 + H22
H
H
它是一种还原反应。
从烯烃催化加氢生成烷烃的过程中可以看出,发生变化的不仅仅是π键,双键的两个碳原子的全部价键都发生了变化。碳原子的杂化轨道由sp2转变为sp3,分子的构型也从烯烃的平面排布结构变成四面体结构。所以,不要将复杂的化学变化简单地理解为一个价键的改变。
烯烃的催化氢化是一个放热反应。一摩尔烯烃氢化时所放出的热量称为氢化热。不同烯烃的氢化热是不同的。根据氢化热的不同,可以分析不同烯烃的相对稳定性。一般氢化热愈小,则烯烃愈稳定。例如:
CHCH
3HHCH3
+ H2+ H
2
CH3223
-1
CCH3
22
3
-1
可见,(E)-2-丁烯比(Z)-2-丁烯稳定。
烯烃的加氢反应是定量进行的,一个双键吸收1摩尔氢,常常用它来测定烯烃的双键数。
b.加卤素。烯烃容易与氯、溴加成,生成邻二卤代烷。例如,将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,红棕色的溴很快褪色,生成无色的1,2-二溴乙烷。
CH2 = CH2 + Br222
Br
Br
在实验室里常用此反应来检验烯烃。
氟与烯烃的反应很剧烈,加碘则难于进行,所以烯烃与卤素的加成反应,实际上是烯烃与氯、溴的加成。
卤素与烯烃加成时的活泼次序为:F2>Cl2>Br2>I2。
亲电加成反应历程 当溴和乙烯的加成反应在氯化钠水溶液中进行时,产物中除了有1,2-二溴乙烷外,还有少量1-氯-2-溴乙烷。由此可见,乙烯和溴的加成反应,不是简单地打开π键、一个溴分子分成两个溴原子同时加在双键的两个碳原子上,而是分步进行的。
当溴分子接近乙烯分子时,在乙烯中π电子的影响下,使溴分子发生极化,即一个溴原子带有部分正电荷(Brδ+),而另一个溴原子则带有部分负电荷(Brδ-)。极化了的溴分子进一步接近乙烯的π电子形成π配合物。继续极化的结果,使溴分子的σ键发生异裂,形成一个带正电荷的三员环状溴