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這是親核反應(yīng)和親電反應(yīng)ppt,包括了目的和要求,共價(jià)鍵的斷裂方式,有機(jī)反應(yīng)類型分類,反應(yīng)類型分類如下表所示等內(nèi)容,歡迎點(diǎn)擊下載。
親核反應(yīng)和親電反應(yīng)ppt是由紅軟PPT免費(fèi)下載網(wǎng)推薦的一款課件PPT類型的PowerPoint.
親電反應(yīng)和親核反應(yīng)
林桂汕
一、目的和要求
通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),達(dá)到:
1. 掌握共價(jià)鍵的斷裂方式
2. 掌握有機(jī)化學(xué)反應(yīng)類型的分類
3. 掌握親電試劑和親核試劑的概念
4. 掌握親電和親核概念
5. 掌握親電和親核反應(yīng)的歷程
要求能夠辨別親電反應(yīng)和親核反應(yīng)。
引言(提出問題)(2-1)
我們說乙炔和溴的四氯化碳溶液反應(yīng)生成1,2—二溴乙烯,進(jìn)一步反應(yīng)生成1,1,2,2—四溴乙烷的反應(yīng)為親電加成,反應(yīng)式如下:
引言(提出問題)(2-2)
在有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)過程中,親電和親核是讓很多同學(xué)困惑的概念,為了說明親電和親核的概念,讓我們從共價(jià)鍵的斷裂說起,來闡明親核反應(yīng)和親電反應(yīng)。
二、共價(jià)鍵的斷裂方式(2-1)
有機(jī)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是舊鍵的斷裂和新鍵的形成過程。組成有機(jī)化合物的化學(xué)鍵主要是共價(jià)鍵,共價(jià)鍵是由電子云重疊而成,每根共價(jià)鍵由電子對(duì)(2個(gè)電子)構(gòu)成,共價(jià)鍵的斷裂方式有兩種:
1 均裂
均裂:A:B → A· + B·
即構(gòu)成共價(jià)鍵的電子對(duì)在斷裂時(shí)平均分配到兩個(gè)原子上,形成帶有單電子的活潑原子或基團(tuán)——游離基(又叫自由基),這種斷裂方式稱為共價(jià)鍵的均裂。
二、共價(jià)鍵的斷裂方式(2-2)
2 異裂
異裂:A:B → A- +B+(或A+ + B-)
即構(gòu)成共價(jià)鍵的電子對(duì)在斷裂時(shí)完全轉(zhuǎn)移到1個(gè)原子上,形成正離子和負(fù)離子,這種斷裂方式稱為共價(jià)鍵的異裂。
三、有機(jī)反應(yīng)類型分類(3-1)
根據(jù)共價(jià)鍵斷裂方式分類
根據(jù)共價(jià)鍵的斷裂方式分類,可分為協(xié)同反應(yīng)、自由基反應(yīng)、離子型反應(yīng):
協(xié)同反應(yīng):在反應(yīng)過程中,舊鍵的斷裂和新鍵的形成都相互協(xié)調(diào)地在同一步驟中完成的反應(yīng)稱為協(xié)同反應(yīng)。協(xié)同反應(yīng)往往有一個(gè)環(huán)狀過渡態(tài)。它是一種基元反應(yīng)。
自由基型反應(yīng):由于分子經(jīng)過均裂產(chǎn)生自由基而引發(fā)的反應(yīng)稱為自由基型反應(yīng)。自由基型反應(yīng)分鏈引發(fā)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止三個(gè)階段。
三、有機(jī)反應(yīng)類型分類(3-2)
鏈引發(fā)階段是產(chǎn)生自由基的階段。由于鍵的均裂需要能量,所以鏈引發(fā)階段需要加熱或光照。
鏈轉(zhuǎn)移階段是由一個(gè)自由基轉(zhuǎn)變成另一個(gè)自由基的階段,猶如接力賽一樣,自由基不斷地傳遞下去,像一環(huán)接一環(huán)的鏈,所以稱之為鏈反應(yīng)。
鏈終止階段是消失自由基的階段,自由基兩兩結(jié)合成鍵,所有的自由基都消失了,自由基反應(yīng)也就終止了。
離子型反應(yīng):由分子經(jīng)過異裂生成離子而引發(fā)的反應(yīng)稱為離子型反應(yīng)。
離子型反應(yīng)有親核反應(yīng)和親電反應(yīng)。
由親核試劑進(jìn)攻而發(fā)生的反應(yīng)稱為親核反應(yīng),親核試劑是對(duì)正原子核有顯著親和力而起反應(yīng)的試劑。
由親電試劑進(jìn)攻而發(fā)生的反應(yīng)稱為親電反應(yīng)。親電試劑是對(duì)電子有顯著親合力而起反應(yīng)的試劑。
三、有機(jī)反應(yīng)類型分類(3-3)
反應(yīng)類型分類如下表所示:
自由基取代:烷烴鹵代、芳烴側(cè)鏈鹵代、烯烴α—H鹵代
自由基反應(yīng)
自由基加成:烯烴的過氧化效應(yīng),部分聚合反應(yīng)
親電加成:烯、炔、二烯烴的加成
親電取代:芳環(huán)上的取代反應(yīng)
反應(yīng)類型 離子型反應(yīng) 親核加成:醛、酮的親核加成、羥醛縮合反應(yīng)
親核取代:鹵代烴、醇的SN1反應(yīng)
消除反應(yīng):鹵代烴和醇的E1反應(yīng)
親核加成—消除反應(yīng):羧酸衍生物的代表反應(yīng)
協(xié)同反應(yīng)(反應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,一步完成):雙烯合成、SN2、 E2反應(yīng)
四、反應(yīng)物和試劑及試劑的分類(5-1)
1.反應(yīng)物和試劑
反應(yīng)物(或作用物)和試劑之間并沒有十分嚴(yán)格的界限,是個(gè)相對(duì)的概念、習(xí)慣用語。本來相互作用的兩種物質(zhì),即可互為反應(yīng)物,也可互為試劑。但為了討論和研究問題時(shí)方便,從經(jīng)驗(yàn)中人為的規(guī)定反應(yīng)中的一種有機(jī)物為反應(yīng)物,無機(jī)物或另一種有機(jī)物為試劑。例如乙烯與溴的加成反應(yīng),乙烯為反應(yīng)物,溴為試劑。苯肼與醛、酮的反應(yīng),醛、酮為反應(yīng)物,苯肼為試劑。
四、反應(yīng)物和試劑及試劑的分類(5-2)
2.試劑的分類
有機(jī)反應(yīng)中的試劑(無機(jī)試劑和有機(jī)試劑)按有機(jī)反應(yīng)歷程可分為極性(或離子型)試劑和非極性(自由基)試劑兩大基本類型。非極性試劑是指自由基或容易產(chǎn)生自由基的化合物,極性試劑是指含偶數(shù)電子的正、負(fù)離子或極性分子。
四、反應(yīng)物和試劑及試劑的分類(5-3)
極性(或離子型)試劑:含偶數(shù)電子的正、負(fù)離子或極性分子
試劑
非極性(自由基)試劑:自由基或容易產(chǎn)生自由基的化合物
從試劑的電子結(jié)構(gòu)來看,極性試劑是指那些能夠接受和供給一對(duì)電子以形成共價(jià)鍵的試劑。因此,極性試劑又分為兩類,在離子型反應(yīng)中供給一對(duì)電子與反應(yīng)物生成共價(jià)鍵的試劑叫做親核試劑,而從反應(yīng)物接受一對(duì)電子生共價(jià)鍵的試劑叫做親電試劑。
親核試劑:供給一對(duì)電子與反應(yīng)物生成共價(jià)鍵的試劑
極性試劑
親電試劑:從反應(yīng)物接受一對(duì)電子生共價(jià)鍵的試劑
四、反應(yīng)物和試劑及試劑的分類(5-4)
從廣義的酸、堿概念的角度上來說,路易斯堿都是親核的,故為親核試劑;而路易斯酸都是親電的,則為親電試劑,在一般的離子型反應(yīng)中,極性試劑的分類如下表所示:
四、反應(yīng)物和試劑及試劑的分類(5-5)
對(duì)試劑有了規(guī)定以后,所有的離子型反應(yīng)就可以根據(jù)試劑的性質(zhì)加以分類。由親核試劑進(jìn)攻反應(yīng)物而引起的反應(yīng),叫做親核反應(yīng)。由親電試劑進(jìn)攻而引起的反應(yīng),叫做親電反應(yīng)。
親核反應(yīng):由親核試劑進(jìn)攻反應(yīng)物而引起的反應(yīng)稱為親核反應(yīng)。
離子型反應(yīng)
親電反應(yīng):由親電試劑進(jìn)攻而引起的反應(yīng),叫做親電反應(yīng)。
親核反應(yīng)又可進(jìn)一步分為親核取代反應(yīng)和親核加成反應(yīng)。親電反應(yīng)分為親電取代反應(yīng)和親電加成反應(yīng)。下面通過親電加成、親電取代、親核加成、親核取代的反應(yīng)歷程,來進(jìn)一步說明親電反應(yīng)和親核反應(yīng)。
五、親電反應(yīng)歷程(5-1)
1、親電加成反應(yīng)歷程
我們以烯烴和鹵化氫的加成反應(yīng)為例,說明親電加成的歷程。
加成反應(yīng)歷程包括兩個(gè)步驟。
第一步是烯烴分子受HX的影響,π電子云偏移而極化,使一個(gè)雙鍵碳原子上帶有部分負(fù)電荷,更易于受極化分子HX的帶正電部分(H->X)或質(zhì)子H+的攻擊,結(jié)果生成帶正電的中間體碳正離子和HX的共軛堿X-。
五、親電反應(yīng)歷程(5-2)
第二步是碳正離子迅速與X-結(jié)合生成鹵烷。
五、親電反應(yīng)歷程(5-3)
2、親電取代歷程
以苯和親電試劑反應(yīng)為例,說明親電取代歷程。
第一步是親電試劑E+進(jìn)攻苯環(huán),很快地和苯環(huán)的π電子形成π絡(luò)合物,π絡(luò)合物仍然還保持苯環(huán)的結(jié)構(gòu)。
五、親電反應(yīng)歷程(5-4)
第二步是π絡(luò)合物進(jìn)一步與苯環(huán)的一個(gè)碳原子直接連接,形成δ絡(luò)合物。
五、親電反應(yīng)歷程(5-5)
該反應(yīng)過程是由親電試劑進(jìn)攻苯環(huán)而引起的反應(yīng),稱為親電取代反應(yīng)歷程。在苯環(huán)上發(fā)生的鹵化、硝化、磺化、烷基化和酰基化反應(yīng)都屬親電取代反應(yīng)歷程。
六、親核反應(yīng)歷程(6-1)
1、親核加成反應(yīng)歷程
以醛(或酮)和氫氰酸(HCN)反應(yīng)生成氰醇為例,說明親核加成反應(yīng)歷程。
第一步是氫氰酸在堿的作用下生成氰離子。
六、親核反應(yīng)歷程(6-2)
第三步是氰醇負(fù)離子從水中奪取質(zhì)子(H+),形成氰醇。
六、親核反應(yīng)歷程(6-3)
(1)雙分子親核取代反應(yīng)(SN2)
以溴甲烷在堿性水溶液中水解生成甲醇為例,說明雙分子親核取代反應(yīng)歷程。反應(yīng)如下:
六、親核反應(yīng)歷程(6-4)
反應(yīng)速度即與反應(yīng)物的濃度有關(guān),又與試劑的濃度有關(guān),反應(yīng)中新鍵的建立和舊鍵的斷裂是同步進(jìn)行的,共價(jià)鍵的變化發(fā)生在兩分子中,因此稱為雙分子親核取代反應(yīng),以SN2表示。
(2)單分子親核取代反應(yīng)(SN1)
以叔丁基溴在堿性溶液中水解為叔丁醇為例,說明反應(yīng)歷程,反應(yīng)如下:
六、親核反應(yīng)歷程(6-5)
第一步,C-Br鍵解離:
六、親核反應(yīng)歷程(6-6)
在該反應(yīng)歷程中,第一步反應(yīng)速度慢,所以該步是整個(gè)反應(yīng)的決速步驟,而這一步的反應(yīng)速度是與反應(yīng)物鹵烷的濃度成正比,所以整個(gè)反應(yīng)速度僅與鹵烷有關(guān),與試劑濃度無關(guān)。在決速步驟中,發(fā)生共價(jià)鍵變化的只有一種分子,所以稱為單分子反應(yīng)歷程。這種單分子親核取代反應(yīng)常用SN1表示。
七、親電和親核反應(yīng)總結(jié)(3-1)
1、親電試劑和親核試劑的相對(duì)性
親電試劑和親核試劑是相對(duì),某些試劑可以隨著反應(yīng)條件和與相互作用的物質(zhì)性質(zhì)的不同,或者表現(xiàn)為親電性或者表現(xiàn)為親核性,例如水(H2O)和氨(NH3)等少數(shù)無機(jī)試劑。
七、親電和親核反應(yīng)總結(jié)(3-2)
個(gè)別有機(jī)試劑也存在這種情況。醇(ROH)與鹵代烷(RX)的成醚反應(yīng)表現(xiàn)為親核性,而醇與金屬有機(jī)化合物的反應(yīng)則表現(xiàn)為親電性。
七、親電和親核反應(yīng)總結(jié)(3-3)
2、親電反應(yīng)和親核反應(yīng)的相對(duì)性
由于反應(yīng)物和試劑是人為規(guī)定的相對(duì)概念,所以親電反應(yīng)和親核反應(yīng)同樣也具有相對(duì)性。例如溴甲烷與甲醇鈉的成醚反應(yīng):
八、知識(shí)應(yīng)用(2-1)
請判斷下列反應(yīng)是親電反應(yīng)還是親核反應(yīng)。
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