当前课程知识点：有机化学（上） > 第三章 不饱和烃 > 3.3.2 1，3-丁二烯的结构 > 1，3-丁二烯的结构
本次课我们学习
共轭二烯烃的结构
先看1,3-丁二烯的结构
共轭二烯烃的结构有哪些特性呢
有三个特性
一是结构特性
键长平均化
二是物理特性
吸收波长向长波移动
乙烯最大吸收波长是185nm
1,3-丁二烯的最大吸收波长
是217nm
在近紫外区有吸收
共轭烯烃因π电子的离域
比隔离烯烃更易极化
折射率增高
分子趋于稳定
氢化热降低
三是化学特性
发生1,4加成
烯烃的稳定性可以从它们的氢化热数据
反映出来
分子中每个双键的平均氢化热越小
分子就越稳定
如表所示
我们以1,3-丁二烯为例来看看
共轭二烯烃的结构
在1,3-丁二烯分子中
四个碳原子都是以sp²杂化
它们彼此各以一个sp²杂化轨道
结合形成碳碳σ键
其余的sp²杂化轨道
分别与氢原子的s轨道重叠
形成六个碳氢σ键
分子中所有的σ键和全部碳原子
氢原子都在一个平面上
C=C双键的键长为0.136nm
乙烯的为0.134nm
C-C单键的键长为0.148nm
乙烷的为0.154nm
其单键和双键较特殊
键长趋于平均化
此外 每个碳原子
还有一个未参加杂化的
与分子平面垂直的p轨道
在形成碳碳σ键的同时
对称轴相互平行的四个p轨道
可以侧面重叠形成两个π键
即C₁与C₂和C₃与C₄之间
各形成一个π键
而此时C₂与C₃两个碳原子的P轨道平行
也可侧面重叠
把两个π键连接起来
形成一个包含四个碳原子的大π键
但C₂-C₃键所具有的π键性质
要比C₁-C₂和C₃-C₄键
所具有的π键性质小一些
像这种π电子不是局限两个碳原子之间
而是分布四个碳原子的分子轨道
称为离域轨道
这样形成的键叫离域键
也称大π键
从分子轨道理论也可以导出同样的结果
分子轨道的近似处理
主要着眼于四个P轨道
通过四个原子轨道的线性组合
形成四个分子轨道
其中有两个成键轨道和两个反键轨道
π₁轨道在垂直于碳碳σ键轴方向
没有节面
而在π₂ π₁*
π₂* 轨道则分别有一个
两个 三个节面
在节面上电子云密度等于零
节面数目越多则轨道能量越高
π₁ C₁与C₂
C₂与C₃ C₃与C₄之间都成键
没有节面
能量最低
是成键轨道
π₂有一个节面
只是在C₁与C₂
C₃与C₄之间成键
能量稍高
也是成键轨道
π₁和π₂的叠加
不但使C₁与C₂
C₃与C₄之间的电子云密度加大
而且也部分增大了
C₂与C₃之间的电子云密度
使之与一般的碳碳σ键不同
而具有了部分双键性质
具有离域键体系称为共轭体系
共轭体系存在共轭效应
我们在绪论课介绍过
共轭效应不仅表现在
使1,3-丁二烯分子中的碳碳双键
键长增加
碳碳单键键长缩短
单双键趋向于平均化
由于电子离域的结果
使化合物的能量降低
稳定性增加
在参加化学反应时
也体现出与一般烯烃不同的性质
因此共轭二烯烃具有烯烃的通性
又具有共轭二烯烃的特有性质
共轭效应
在共轭体系中
相邻π电子的相互重叠
或π键与p电子的相互影响
使共轭体系中各键上的电子云密度
发生了平均化
因此相邻的单键及重键间的区别
也部分或全部消失
共轭体系中这种原子间的影响
称为共轭效应
共轭效应有哪些特点呢
共平面性
键长趋于平均化
共轭体系能量显著降低
稳定性增加
共轭效应能沿着共轭链传递
不会逐渐消失
我们再看共轭效应的分类
由π电子离域而体现的共轭效应
称为π-π共轭效应
π键p轨道
与相邻原子上的p轨道之间的侧面重叠
使π电子和p电子
扩展到整个共轭体系的键的离域效应
称为p-π共轭
这种共轭分子的任何一个原子
受到外界试剂作用
其它部分可以马上受到影响
如图所示
由式可以看出
共轭分子的一头发生反应
使整个共轭体系中的原子
不论距离近的或远的
均受到影响
这是因为p电子
在整个分子中的离域现象而引起的
不管共轭体系有多大
其作用贯穿整个共轭体系中
可以形象表示牵一发动全身
用六个字描述共轭体系的特点
是交替 远程 传递
超共轭效应这部分内容
在第一章第四节已经介绍了
这里就不再重复了
烯烃的稳定性次序
可以用超共轭解释
我们通过氢化热值可以求算
共轭烯烃的共轭能
1,4-戊二烯的氢化热值
减去1,3-戊二烯的氢化热值
等于1,3-戊二烯的共轭能28kJ/mol
我们这节课学了共轭二烯烃的结构
那么共轭二烯烃能发生哪些化学反应呢
下次课接着学习
-1.1 课程概要
--课程概要
--课程概要
--课程概要
-1.2 结构理论
--结构理论
--结构理论
--结构理论
-1.3 反应历程
--反应历程
--反应历程
--反应历程
-1.4 电子效应
--电子效应
--电子效应
--电子效应
-1.5 酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
--酸碱理论
-2.1.1 烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
--烷烃的命名
-2.1.2 烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和构象
--烷烃的结构和命构象
--烷烃的结构和构象
-2.1.3 烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
--烷烃的性质
-2.1.4 烷烃的卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
--烷烃卤代反应历程
-2.2.1 环烷烃分类和命名
--环烷烃的分类和命名
--环烷烃分类命名
-2.2.2 环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
--环烷烃的性质
-2.2.3 环烷烃的结构及构象
--环烷烃的结构和构象
--环烷烃的构象
-饱和烃
-3.1.1 烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
--烯烃的结构
-3.1.2 烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
--烯烃的命名
-3.1.3.1烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
--烯烃的性质（一）
-3.1.3.2烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
--烯烃的性质（二）
-3.1.3.3 烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
--烯烃的性质（三）
-3.1.3.4 烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
--烯烃的性质（四）
-3.1.3.5 烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
--烯烃的性质（五）
-3.1.4 烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
--烯烃的制法
-3.2.1-3.2.2 炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名和物理性质
--炔烃的结构命名
-3.2.3 .1 炔烃的化学性质（一）
--炔烃的化学性质（一）
--炔烃的性质（一）
-3.2.3.2 炔烃的化学性质（二）
--炔烃的化学性质（二）
--炔烃的性质（二）
-3.3.1 二烯烃的分类和命名
--二烯烃的命名
-3.3.2 1，3-丁二烯的结构
--1,3-丁二烯的结构
-3.3.3 共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--共轭二烯烃的性质
--二烯烃的性质
-3.3.4共振论
--共振论
--共振论
--共振论
-不饱和烃
-4.1芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃的分类和命名
--芳烃分类命名
-4.2 苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
--苯的结构
-4.3.1 单环芳烃的化学性质（一）
--单环芳烃的化学性质（一）
-4.3.2 单环芳烃的化学性质（二）
--单环芳烃的化学性质（二）
-4.4.1亲电取代定位规律（一）
--亲电取代定位规律（一）
-4.4.2 亲电取代定位规律（二）
--亲电取代定位规律（二）
--定位规律2
-4.5 稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--稠环芳烃（萘）
--萘
-4.6 非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
--非苯芳烃
-芳香烃
-5.1 同分异构现象
--5.1 同分异构现象
-5.2 分子手性和对称因素
--分子手性和对称因素
-5.3 对映体与旋光性
--对映体与旋光性
-5.4 构型的表示和标记方法
--构型的表示和标记方法
-5.5 含手性碳化合物的立体异构
--含手性碳化合物的立体异构
-5.6 不含手性碳化合物的立体异构
--不含手性碳化合物的立体异构
-5.7 反应的立体化学
--反应的立体化学
-立体化学
-6.1 卤代烃的命名和制备方法
--卤代烃的命名和制备方法
-6.2 卤代烃的化学性质
--卤代烃的化学性质
-6.3 单分子亲核取代反应
--单分子亲核取代反应
-6.4 双分子亲核取代反应
--双分子亲核取代反应
-6.5 消除反应
--6.5 消除反应
--消除反应
-6.6 卤代烯烃和芳烃
--卤代烯烃和芳烃
-6.7 习题
--6.7 习题
--习题
-卤代烃
-有机化学（上）
