卤代烃1
第三章 第一节 卤代烃(学生版)
第三章烃的衍生物第一节卤代烃[核心素养发展目标] 1.从卤代烃的官能团及其转化的角度，认识卤代烃取代反应、消去反应的特点和规律，了解有机反应类型与有机化合物分子结构特点之间的关系。
2.了解某些卤代烃对环境和人身健康的影响，基于绿色化学思想，减少卤代烃的使用或寻找卤代烃替代品。
一、卤代烃的概述1．卤代烃的概念和官能团(1)概念烃分子中的氢原子被原子取代后生成的化合物称为卤代烃。
(2)官能团卤代烃分子中一定存在的官能团是，单卤代烃可简单表示为R—X(X＝F、Cl、Br、I)。
饱和单卤代烃的分子通式为C n H2n＋1X(n≥1)。
2．卤代烃的分类3．卤代烃的命名卤代烃的命名一般用系统命名法，与烃类的命名相似。
例如：4．卤代烃的物理性质5．卤代烃的用途与危害(1)用途：可作灭火剂、有机溶剂、清洗剂、制冷剂等。
(2)危害：造成臭氧空洞。
(1)卤代烃是一类特殊的烃()(2)CH2Cl2、CCl2F2、、都属于卤代烃()(3)碳原子数少于4的烃，在常温下为气体，溴乙烷中含2个碳原子，所以其在常温下也是气体()(4)、CCl4、、CH3Cl在常温下均为液态()命名下列有机物：(1)的化学名称：。
(2)的化学名称：。
二、卤代烃的化学性质(以溴乙烷为例)1．溴乙烷溴乙烷的分子式为，结构简式为，官能团为。
它是液体，沸点较低，密度比水大，难溶于水，可溶于多种有机溶剂。
2．卤代烃的化学性质(1)取代反应①中溶液；可用于制取醇，如：CH3Cl＋NaOH――→水△＋NaCl(制一元醇)、＋2NaOH――→水△＋2NaBr(制二元醇)、＋NaOH――→水△＋NaBr(制芳香醇)(2)消去反应①溴乙烷的消去反应将溴乙烷与强碱(如NaOH或KOH)的乙醇溶液共热，溴乙烷可以从分子中脱去，生成。
②消去反应的概念有机化合物在一定条件下，从中脱去(如H2O、HX等)，而生成含的化合物的反应叫做消去反应(消除反应)。
③反应机理④应用用于制取烯烃、炔烃等。
卤代烃1
在有机分析鉴定中，用硝酸银的乙醇溶液与伯卤烷作用就易于SN1反应。
一般情况下，叔卤烷易于发生SN1反应，但如果叔氯烷与碘化钠的丙酮溶液反应，因为碘离子很容易与和氯相连的α—C原子形成过渡态，使叔氯烷发生SN2反应。
二、双分子亲核取代反应
SN2反应特点：反应过程中，亲核试剂总是从离去基团的背面进攻碳原子，碳-溴键的断裂和碳-氧键的形成同时进行；反应一步完成；反应速度不仅与底物溴甲烷的浓度成正比，而且也与亲核试剂碱的浓度成正比；SN2反应得到的产物通常发生构形反转(称为瓦尔登转化)。
不同烷基的卤烷发生SN2反应的相对速度：
如果碳正离子所连的三个基团不同，则产物外消旋化。
从能量变化来看，决定整个反应速度的是叔丁基溴的分解步骤，反应速度仅与叔丁基溴的浓度有关，而与试剂的浓度无关，是单分子反应历程。
产物外消旋化
在SN1反应的立体化学中,从第一步产生的叔碳正离子来看,碳原子由正四面体结构转变为三角形平面结构的碳正离子,带正电的碳正离子上有一个空的P轨道(该P轨道垂直于三角形平面结构)，亲核试剂从平面两边进攻的机会均等。如果碳正离子所连的三个基团不同时，得到的产物外消旋化：
在SN2历程中，亲核试剂从离去基团的背面进攻碳原子，烷基的结构如果对亲核试剂的接近起阻碍作用，反应速度就会相应减慢。α—C上的取代基能阻碍亲核试剂的接近，亲核试剂的进攻必将提高过渡态的活化能，使反应速度因活化能的提高而降低。从立体效应来说，随α—C上烃基的增加，SN2反应速度将依次下降。
3.特殊条件下的反应历程
一元卤烃：CH3Cl、CH2=CHCl、H2C=CHBr等
卤代烃化学性质
卤代烃化学性质
一、定义
卤代烃，即古称的烯烃，是一类具有特定结构、分子中含有至少一个卤族基团的有机物。
它们由另一个卤族基团和一个烃环相连，包括碘代烃、氰代烃和磺代烃，以及它们的衍生物。
其中碘代烃是最为常见的卤代烃。
二、特征
1.物理性质卤代烃大多为无色液体或气体，熔点较低，沸点较高，且有某些卤代烃具有独特的刺激性气味。
2. 化学性质卤代烃整体上具有相对较强的机械稳定性，它们的化学反应性很弱，比如碘代烃因其反应性极弱而受到应用。
然而它们的碱金属离子非常易于缔合，卤族基团中的卤素离子具有极强的碳链脱氢能力。
三、应用
1. 工业应用由于卤代烃在零下温度下仍保持液相，因此它们常被作为冷冻剂使用，如碘代乙烷、碘代丙烷。
卤代烃的广泛应用还包括提取金属、溶剂、增塑剂、抗凝剂以及用于燃料中的成分。
2. 医学应用通常，卤族基团具有抗肿瘤活性，因此一些卤代烃，如吡咯烷、苯氧氯乙烷和氯代苯甲酸甲酯等，经过衍生后能被用作医药中的药物。
【高中化学】卤代烃
【高中化学】卤代烃1.卤代烃中卤原子的活性在卤代烃分子中，由于卤素原子的电负性大于碳原子的电负性，碳原子和卤素原子之间的键电子对偏向卤素原子的一侧，所以C？X键是极性键，在化学反应中容易断裂，因此卤代烃中的卤素原子非常活跃，可以发生许多化学反应。
卤代烃中卤素原子的活性也与烃基团的结构有关。
例如，与卤素原子相连的烃基的结构不同，卤素原子的活性也不同。
其中，丙烯卤代烃的活性最高，卤代烷烃次之，乙烯卤代烃的活性最低。
为什么会表现出这样的活性次序，可以用诱导效应和共轭效应加以解释。
所谓诱导效应是指分子中每个基团吸引和排斥电子的能力。
这种能力的大小通常与氢原子相比较。
例如，CH3和其他烷基具有排斥电子的能力。
通常认为烷基排斥电子。
近年来，人们发现了许多事实，这些事实很难通过排斥电子来解释，这在科学界引起了争议。
一般来说，当烷基连接到不饱和碳原子上时，它们表现出排斥电子的特性；当烷基连接到饱和碳原子上时，它们有时表现出电子排斥，有时表现出电子吸收。
，不饱和双键和苯基都有吸引电子的能力。
诱导效应可以在分子碳链上连续传递，但距离越远，诱导效应越弱。
通常，在第三个碳原子之后可以忽略它。
诱导效应不同于共轭效应。
诱导效应完全是静电引力的函数（即由元素的电负性决定），分子不需要具有共面特性。
共轭效应是由于电子从侧面重叠形成π键。
因此，分子必须具有共面特性，否则不会发生共轭效应。
现在我们用诱导效应来解释上述卤代烃的活性次序。
在rch＝chch2x分子中，由于R→ch＝ch→亚甲基→十、结果电荷在分子上发生了不均匀分布，于是：这样，增加C？X键的极性使得X很容易变成X，然后离开。
类似地，R→ x是一样的。
在R里呢？ch=ch？在X中，主要是因为？ch＝ch？X中的π键和X上不参与成键的孤对P电子具有平行的轨道方向，C=C和X在同一平面上。
因此，产生了一种新的共轭效应。
这种共轭体系是由π键电子云和孤对P电子云重叠形成的，因此称为P-π共轭。
重要的卤代烃
重要的卤代烃1一、重要的卤代烃1、三氯甲烷Ø三氯甲烷俗称氯仿。
是一种无色有甜味的透明液体，沸点61. 2℃。
不溶于水，可溶于乙醇、乙醚、苯及石油醚等有机溶剂。
工业上用甲烷氯代或四氯化碳还原制得：FeCCl4+ 3H2CHCl3+ 3HClØ氯仿是优良的有机溶剂，能溶解油脂、蜡、有机玻璃和橡胶等。
氯仿还具有麻醉性，在医学上曾被用作全身麻醉剂，因其对肝脏有严重伤害，并有致癌作用，现已很少使用。
一、重要的卤代烃Ø三氯甲烷又叫氯仿，是无色透明液体，有特殊气味，味甜。
相对密度1.4840。
Ø三氯甲烷易挥发。
能与乙醇、苯、乙醚、石油醚、四氯化碳、二硫化碳和油类等混溶，25℃时1ml 溶于200ml 水。
Ø低毒，有麻醉性。
有致癌可能性。
1、三氯甲烷一、重要的卤代烃Ø三氯甲烷在光照下容易被氧化成光气（碳酰氯）：1、三氯甲烷Ø光气毒性很大，吸人肺中会引起肺水肿。
若每升空气中含有0.5mg 光气，人吸入10min 后即可致死。
所以氯仿应保存在密封的棕色瓶中。
若加入1%的乙醇，可以增加其稳定性。
CHCl 3 + O2日光 C O ClCl + 2HCl22一、重要的卤代烃Ø四氯化碳是无色液体，沸点76. 8℃；Ø不溶于水，可溶于乙醇和乙醚。
Ø工业上由甲烷氯代或由二硫化碳与氯在催化剂存在下制取四氯化碳。
Ø四氯化碳不能燃烧，蒸气比空气重，能隔绝燃烧物与空气的接触，所以常用作灭火剂。
2、四氯化碳一、重要的卤代烃Ø四氯化碳在高温下遇水能产生剧毒的光气（碳酰氯） ，所以用四氯化碳灭火时，要注意空气流通，以防止中毒。
现在世界上许多国家已禁止使用这种灭火剂。
2、四氯化碳CCl 4 + H 2O 500℃ C O ClCl + 2HCl一、重要的卤代烃Ø氯乙烯为无色气体，沸点－13. 8℃；Ø不溶水，易溶于乙醇及丙酮等有机溶剂。
第七章 卤代烃1
此反应的优点是，产率高，易提纯。
三、卤素置换反应
RCl RBr + NaI
丙酮
RI
+
NaCl NaBr
第三节 卤代烃的性质
一、物理性质
1. 偶极矩
R－F
1.82
R－Cl
1.94
R－Br
1.79
R－I
1.64
2.沸点：分子极性较大，沸点比相应烷烃高 3.溶解度：不溶于水
4.密度：除一氯代烃和一氟代烃比水轻外，密度 均大于1
ν = k [R L][Nu]
二级反应
其反应机理为：
Nu ＋ R'CH2 L
δ
H H
δ
Nu C L R'
R'CH2 Nu ＋L-
T 亲核试剂 接近 背后 －从离去基团的背面 与此同时 中心碳原子
离去基团也正在逐步地离开底物分子 新键的形成与旧键的断裂是同时发生的，旧键断裂 时所需的能量，是由新键形成所放出的能量提供的。 两者达到平衡时,体系能量最高。其状态为过渡态 T.
2）. 单分子亲核取代 （Substitution Nucleophilic Unimolecular) ( SN 1)反应机理
R L + Nu
-
+ LR Nu
ν = k1 R L
反应分两步进行 第一步 正碳离子的生成：
δ
R L
慢
R L
δ
LR +
+
第二步 亲核试剂进攻正碳离子：
R + Nu
+
- 快
RI
键能 极化度
RBr
RCl
RF
亲核取代 活性
卤代烃(1)
已知： 已知：R-CH=CH2+HX R-CH=CH2+H2O
一定条件
R-CH-CH3
OH
R-CH-CH3
A
NaOH 水溶液
B E
NaOH 水溶液
C
D
2.卤代烃的分类 卤代烃的分类: 卤代烃的分类
分 类
一卤代烃 按卤原子的多少分 多卤代烃 饱和卤代烃 按烃基种类分 不饱和卤代烃 芳香烃卤代烃 氟代烃 氯代烃
按卤原子种类分
溴代烃 碘代烃
3.物理性质 物理性质
(1).饱和一卤代烃的通式 CnH2n+1X(n≥1) 饱和一卤代烃的通式_________________ 饱和一卤代烃的通式 (2).溶解性 卤代烃难溶于 水 易溶于 有机溶剂 溶解性:卤代烃难溶于 易溶于___________ 溶解性 卤代烃难溶于___,易溶于 (3). 一氯代烷烃随碳原子数递增 沸点逐渐递增 一氯代烷烃随碳原子数递增,沸点逐渐 沸点逐渐____ ,密度逐渐 递减 密度逐渐________ 密度逐渐 (4).相同碳原子数的一氯代烃的同分异构体的 相同碳原子数的一氯代烃的同分异构体的 沸点变化与烷烃相似,支链 把氯看作支链)越多 支链(把氯看作支链 越多, 沸点变化与烷烃相似 支链 把氯看作支链 越多 沸点________. 沸点 越低 (5).含相同碳原子数的一氯代烷烃均比烷烃的沸 含相同碳原子数的一氯代烷烃均比烷烃的沸 密度_____。因为氯代烃的极性增加， 点、密度 大 。因为氯代烃的极性增加，相 对分子质量增大，所以沸点、密度增大。 对分子质量增大，所以沸点、密度增大。 同碳原子数的一氯代烃、 （6）.同碳原子数的一氯代烃、一溴代烃、一碘 ） 同碳原子数的一氯代烃 一溴代烃、 代烃的沸点逐渐________ 代烃的沸点逐渐 升高
卤代烃 (1)PPT课件
a、烃中碳原子数≥2
b、与C—X相连的邻位碳原子上必须有氢原子
（ “邻碳有氢” ）
C、NaOH的醇溶液、 加热 ②产物鉴别方法： a、KMnO4溶液（先通过水除去挥发的乙醇）— —褪色 b、溴水——褪色
思考与 比较溴乙烷的取代反应和消去反应， 交流： 体会反应条件对化学反应的影响。
取代反应
卤代烃的用途
溶剂 灭火剂
致冷剂 卤代烃 麻醉剂
医用 农药
3、溴乙烷的化学性质
① 溴乙烷在水中能否电离出Br-？ 它是否为电解质？请设计实验证明。
② 如何用实验的方法证明溴乙烷中 含有溴元素。
实验一：取溴乙烷加入硝酸银溶液
AgNO3溶液 溴乙烷
现象： 无明显变化
原因：溴乙烷是非电解质，
不能电离出Br－
消去反应
反应物 反应 条件
CH3CH2Br
NaOH水溶液、 加热或常温
CH3CH2Br NaOH醇溶液、加热
断键
C－Br
C－Br，邻碳C－H
生成物 结论
CH3CH2OH NaBr
CH2＝CH2 NaBr H2O
溴乙烷和NaOH在不同条件下 发生不同类型的反应
【思考与练习】
1、写出下列卤代烃的水解方程式
①从组成上看，溴乙烷与乙烷有哪些异同点？
溴乙烷与乙烷的结构相似，区别在于C-H键与C-Br的不 同
②溴原子的引入对溴乙烷的性质有什么影响？
溴乙烷的结构特点
C—Br键为极性键，由 于溴原子吸引电子能力强， C—Br键易断裂，使溴原子 易被取代。由于官能团（－ Br）的作用，溴乙烷的化学 性质比乙烷活泼，能发生许 多化学反应。
溴乙烷的化学性质 （1）水解反应 （实质为取代反应）
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练习
卤代烃在NaOH存在的条件下水解，是一个典型 的取代反应。其实质是带负电的原子团(例如OH 等阴离子)取代了卤代烃中的卤原子。例如： C 2 H5 Br + OH C 2 H5 OH + Br
写出下列反应的化学方程式。 1、溴乙烷跟NaSH反应：
CH3CH2Br + NaSH
CH3CH2SH + NaBr
比较溴乙烷的取代反应和消去反应，并完成 下表，体会反应条件对化学反应的影响。
取代反应 反应物 反应条件 生成物 结论 溴乙烷和NaOH 水 加热 消去反应 溴乙烷和NaOH 乙醇 加热
乙醇、NaBr
溶剂中发生不同类型 的反应，生成不同的产物
例题：以溴乙烷为原料设计合成 乙二醇（HO－CH2－CH2－OH）的方案， 并写出有关的化学方程式。
2、碘甲烷( CH3I )跟CH3COONa反应： CH3I + CH3COONa CH3COOCH3 + NaI
3、由碘甲烷、无水乙醇和金属钠合成甲乙醚： 2CH3CH2OH + 2Na 2CH3CH2ONa + H2↑
CH3CH2ONa + CH3I
CH3CH2OCH3 + NaI
NaBr
你认为哪一套装置更好？它的优点有哪些？
讨论溴乙烷与氢氧化钠的醇溶液的反应实验
思考：（1）为什么要在气体 通入KMnO4酸性溶液前加一个 盛有水的试管？起什么作用？ （从反应物组成中考虑） （2）除KMnO4酸性溶液外还 可以用什么方法检验乙烯？ 此时还有必要将气体先通入 水中吗？
水
高锰酸 钾酸性 溶液液
溴乙烷
溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应的实验 （1）反应的产物是什么？（提示：从结构考虑） （2）如何检验产物呢？ （3）怎样检验？加何类物质？什么现象？
溴乙烷
【实验分析】 溴乙烷与NaOH水溶液发生的是取代反应，羟基 取代溴原子生成乙醇和溴化钠：
水
C2H5—Br ＋
NaOH → C2H5－OH
△
＋
溴乙烷
【实验分析】 溴乙烷与强碱（NaOH或KOH）的乙醇溶液共 热，溴乙烷不再像在NaOH的水溶液那样发生 取代反应，而是从溴乙烷分子中脱去HBr， 生成乙烯：
CH2－CH2＋NaOH
醇
CH2＝CH2 ＋NaBr＋H2O
H
Br
Δ
溴乙烷
消去反应
——有机化合物在一定条件下，从一个分子 中脱去一个或几个小分子（如H2O、HX等），而生 成含不饱和键化合物的反应，叫做消去反应。
溴乙烷
溴乙烷的物理性质：无色液体，难溶于 水，密度比水大，沸点38.4℃。
溴乙烷与氢氧化钠水溶液反应
实验步骤： 将10滴溴乙烷和1mL5%氢氧化钠 溶液在试管中混合，充分振荡、 静置。 待液体分层后，用滴管吸取10 滴上层水溶液，移入盛有10mL稀 HNO3 的试管中，再加入2滴2%的 AgNO3溶液，观察现象。
卤代烃
卤代烃：
1、定义： 烃分子中的氢原子被卤素 原子取代而生成的化合物
2、官能团：决定化合物特殊性质 的原子或原子团。
3、卤代烃的官能团：-X(F、Cl、Br、 I)
溴乙烷的分子组成与结构 分子式 C2H5Br 结构式
电子式
H H H:C:C:Br : H H : : : : : :
结构模型