当前课程知识点:有机化学 > 第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃 > 3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构 > 3.4.1.4 共轭二烯烃的结构
关于共轭二烯烃的结构
价键理论 分子轨道理论
以及共振论 具有不同的描述
那么我们先看一下
从实验科学中间得出来的
关于共轭二烯烃它结构
一个特点的实验事实
现代物理学研究发现
共轭二烯烃的结构中间
有含有不典型的碳碳双键和碳碳单键
尤其是这个碳碳单键
它的键长大约是146pm
那么它比通常常见的碳碳单键来说
是比较短的
也就是说我们通常发现
它出现了一个键长平均化
此外对于像共轭二烯烃
例如以1,3-丁二烯为例
它四个形成共轭体系的碳原子
是在一个平面上
而它的体系能量是降低的
也就是说和一些
没有形成共轭体系的烯烃来说
它的能量是降低比较多
那么如何描述它这种结构的特点
价键理论 分子轨道理论以及共振论
都给予了不同的解释
首先我们看一下价键理论怎么解释的
对于价键理论来说
它认为组成丁二烯的一二三四号碳原子
它都采取sp2杂化
采取sp2杂化形式以后
它利用它的三根sp2杂化轨道
分别和相邻的碳原子
以及和氢原子之间
形成碳碳或者碳氢σ键
除此之外还有一个未参与杂化的p轨道
这个p轨道垂直于sp2轨道所在的平面
这些p轨道在碳二和碳三之间
这两个p轨道重叠
形成了一个π键
而与此同时在碳三和碳四之间
也侧面重叠 形成了π键
那么在这个基础上
碳二和碳三之间有一定程度的部分重叠
那么这种部分重叠
就导致了碳二和碳三之间的这根键
它的长度是短于通常常见的碳碳单键
而与此同时为了能保证这四个碳原子的
p轨道都能够侧面重叠
那么这四个碳原子应该在一个平面上
那么这是价键理论的一个解释
而价键理论认为正是由于这种
一定程度的碳二和碳三之间的
电子的离域和重叠
它就导致了体系的稳定性
而分子轨道理论
又给出了一种新的解释方式
分子轨道理论
它是利用四个p轨道的线性组合
形成了分子轨道
那么形成的分子轨道中间
有两个是成键轨道
还有两个是反键轨道
对于成键轨道来说
它两个轨道能量是比原来的原子轨道是低
在形成分子体系以后
四个p轨道上的四个电子
π电子就分别填充在能量最低的
第一个成键轨道
和能量其次的第二个成键轨道
它就导致了一个体系的能量降低
而与此同时我们从这个分子轨道的
轨道形状上也能看得出来
当电子填充在第一个轨道的时候
那么第一个轨道无论是在一号碳
和二号碳之间
还是二号碳和三号碳
乃至于三号碳和四号碳之间
他们之间都是有电子云分布的
而我们再看一下第二个成键轨道
它是在一号碳和二号碳之间
是有电子云分布的
在三号碳和四号碳之间也有电子云分布
而在二号碳和三号碳之间是有一个节面
没有电子云分布
那么这两个轨道叠加的结果
我们可以看出来
一号碳和二号碳之间
以及三号碳和四号碳之间是典型的双键
而二号碳和三号碳之间
二号碳和三号碳
它是介于单键和双键的之间
也就是说它之间有一定程度的电子云分布
但又不是一个典型的完整的一个双键的分布
那么这个是分子轨道理论
对丁二烯结构及其稳定性的一个描述
而共振论也给出了一种描述方式
利用共振论我们可以把1,3-丁二烯的
它的七个极限式写出来
这七个极限式中间的第一个极限式
它的电荷是不分离的
所以它是最稳定的一种极限式
它的贡献最大
也就是1,3-丁二烯的真实结构
更像或者说最像这种极限式
那么其次是后面这四种极限式
这四种极限式中间的异号电荷距离比较近
所以它的稳定性其次 它的贡献也是其次
那么1,3-丁二烯的真实结构就更像
也比较像这四个极限式
这四个极限式贡献的一个综合的一个杂化的效果
它可以导致一号碳和二号碳之间是双键
或者三号碳和四号碳之间是双键
但是二号碳和三号碳之间都是单键
而它也没有电荷分离
所以这是对1,3-丁二烯的描述
那么贡献最小的是这两个极限式
因为它异号电荷是距离比较远
而这种极限式的贡献
它是在二号碳和三号碳
具有一定程度的双键性质
也就是说 1,3-丁二烯来说
它主要的还是在一号碳和二号碳
以及三号碳和四号碳之间是双键
而二号碳和三号碳之间
只有少量的这种具有双键的性质
以上是关于共轭二烯烃结构的描述
谢谢大家
-1.1 概论
--1.1.1 引言
-1.2 有机化学基本知识
-第一章 绪论--1.2 有机化学基本知识
-1.3 有机化合物命名的基本原则
-第一章 绪论--1.3 有机化合物命名的基本原则
-1.4 酸碱理论
-第一章 绪论--第一章章节测试题
-2.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.1 引言
-2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.1 烷烃的构象
-2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.2 烷烃——2.2.2 烷烃的反应
-2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.1 引言
-2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.2 环烷烃的命名
-2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.3 环烷烃的构象
-2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--2.3 环烷烃——2.3.4 环烷烃的反应
-第二章 饱和烃:烷烃和环烷烃--HW-第二章章节测试题
-3.1 不饱和烃的概述
-3.2. 烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.2. 烯烃的化学反应
-3.3 炔烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.3 炔烃的化学反应
-3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.1 二烯烃的结构
-3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学反应
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--3.4 二烯烃——3.4.2 二烯烃的化学
-第三章 不饱和烃:烯烃、炔烃及二烯烃--HW-第三章章节测试题
-4.1 芳烃概论
--4.1 芳烃概论
-4.2 芳烃的分类和命名
-4.3 苯的物理性质
-4.4 苯的结构
-4.5 单环芳烃的化学性质
--4.5.5.6 Friedel-Crafts 烷基化反应
--4.5.5.7 Friedel-Crafts 酰基化反应
-4.6 芳环上亲电取代反应的定位效应
-4.7 稠环芳烃
-4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--4.8 非苯芳烃及芳香性
-第四章 芳香烃--HW-第四章章节测试题
-5.1 手性和对称性
-第五章 对映异构--5.1 手性和对称性
-5.2 含一个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.2 含一个不对称碳的化合物
-5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-第五章 对映异构--5.3 含两个及多个不对称碳的化合物
-5.4 环状手性化合物
-第五章 对映异构--5.4 环状手性化合物
-5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--5.5 其他不含不对称碳原子的手性化合物
-第五章 对映异构--HW-第五章章节测试题
-6.1 卤代烃的概述
--题目要求
-6.2 亲核取代反应
-第六章 卤代烃--6.2 亲核取代反应
-6.3 消除反应
-第六章 卤代烃--6.3 消除反应
-6.4 与金属的反应
-6.5 不饱和卤代烃
-第六章 卤代烃--HW-第六章章节测试题
-7.1 本章引言
-7.2 核磁共振谱
--7.2.2 核磁共振氢谱——7.2.2.4 氢谱的基本解析
-7.3 质谱
-7.4 红外光谱
--7.4.2 红外光谱与分子结构——7.4.2.1 特征官能团的红外吸收
-7.5 有机波谱综合解析
-第七章 波谱分析在有机化学中的应用--HW-第七章章节测试题
-8.1 引言
--8.1引言
-8.2 醇
-第八章 醇酚醚--8.2 醇
-8.3 酚
-第八章 醇酚醚--8.3 酚
-8.4 醚
-第八章 醇酚醚--8.4 醚
-第八章 醇酚醚--HW-第八章章节测试题
-9.1 引言
--9.1 引言
-第九章 醛和酮--9.1 引言
-9.2 醛、酮的物理性质
-第九章 醛和酮--9.2 醛、酮的物理性质
-9.3.1 醛、酮的反应概述
-9.3.2 醛、酮的亲核加成
-第九章 醛和酮--9.3.2 醛、酮的亲核加成
-9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-第九章 醛和酮--9.3.3 醛、酮α-氢的反应
-9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-第九章 醛和酮--9.3.4 醛、酮的氧化还原反应
-9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-第九章 醛和酮--9.4 α、β-不饱和醛、酮的化学反应
-9.5 醛、酮的制备
-第九章 醛和酮--HW-第九章章节测试
-10.1 概论
--10.1 概论
-10.2 羧酸的结构、分类和命名
-10.3 羧酸的物理性质和波谱特征
-10.4 羧酸的化学性质
-10.5 羧酸衍生物的结构与命名
-10.6 羧酸衍生物的物理性质和波谱特征
-10.7 羧酸衍生物的化学性质
-10.8 羟基酸的分类和命名
-10.9 羟基酸的化学性质
-10.10 β-二羰基化合物
-10.11 α-卤代酸及其衍生物
-10.12 羧酸的制备
-10.13 专题:油脂 蜡 磷脂
-11.1 绪论
--本章引言
-11.2 胺
--11.2.1
--11.2.2
--11.2.3.1
--11.2.3.2
--11.2.3.3
--11.2.3.4
-11.3 硝基化合物
-11.4 腈
-11.5 异腈
-11.6 重氮化合物
-11.7 偶氮化合物
-11.8 本章小结
-12.1 杂环化合物概述
--12.1概述
-12.2 吡咯、呋喃、噻吩
-12.3 吲哚 (苯并吡咯)
-12.4 吡啶
-12.5 喹啉、异喹啉 (苯并吡啶)
-12.6 含氧六元杂环
-12.7 多杂原子五元环、六元环介绍
-第十二章 杂环化合物--HW-第十二章章节测试题
-13.1 有机合成基础-part 1
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 1
-13.1 有机合成基础-part 2
-第十三章 有机化学专题--13.1 有机合成基础-part 2
-13.2 重排反应在实际有机合成中的应用
-13.3 碳水化合物-part 1
-13.3. 碳水化合物-part 2
--13.3.3.4 单糖的反应——醛糖的递升与递降反应及酮糖的特殊反应
-13.3. 碳水化合物-part 3
-13.3 碳水化合物-part 4
-13.4 氨基酸与多肽
-期中考试--二、 选择题
-期中考试--一、判断题
-期末考试--期末考试试题