親電反應(yīng)和親核反應(yīng)講稿林桂汕一、目的和要求通過本節(jié)課的

1、親電反應(yīng)和親核反應(yīng)講稿林桂汕一、目的和要求通過本節(jié)課課的學(xué)習(xí)習(xí)，達(dá)到到：1. 掌握握共價(jià)鍵鍵的斷裂裂方式2. 掌握握有機(jī)化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)類型的分分類3. 掌握握親電試試劑和親親核試劑劑的概念念4. 掌握握親電和和親核概概念5. 掌握握親電和和親核反反應(yīng)的歷歷程要求能夠辨辨別親電電反應(yīng)和和親核反反應(yīng)。引言（提出出問題）我們說乙乙炔和溴溴的四氯氯化碳溶溶液反應(yīng)應(yīng)生成11，2二溴乙乙烯，進(jìn)進(jìn)一步反反應(yīng)生成成1，11，2，22四溴乙乙烷的反反應(yīng)為親親電加成成，反應(yīng)應(yīng)式如下下：同樣是乙乙炔，在在堿的存存在下，和和甲醇發(fā)發(fā)生反應(yīng)應(yīng)生成甲甲基乙烯烯基醚是是親核加加成反應(yīng)應(yīng)，反應(yīng)應(yīng)式如下下：在有機(jī)化學(xué)學(xué)的學(xué)習(xí)習(xí)過

2、程中中，親電電和親核核是讓很很多同學(xué)學(xué)困惑的的概念，為為了說明明親電和和親核的的概念，讓讓我們從從共價(jià)鍵鍵的斷裂裂說起，來來闡明親親核反應(yīng)應(yīng)和親電電反應(yīng)。二、共價(jià)鍵鍵的斷裂裂方式有機(jī)化學(xué)反反應(yīng)的實(shí)實(shí)質(zhì)是舊舊鍵的斷斷裂和新新鍵的形形成過程程。組成成有機(jī)化化合物的的化學(xué)鍵鍵主要是是共價(jià)鍵鍵，共價(jià)價(jià)鍵是由由電子云云重疊而而成，每每根共價(jià)價(jià)鍵由電電子對（22個(gè)電子子）構(gòu)成成，共價(jià)價(jià)鍵的斷斷裂方式式有兩種種：1 均裂 均裂：AA：B AA B 即構(gòu)成共共價(jià)鍵的的電子對對在斷裂裂時(shí)平均均分配到到兩個(gè)原原子上，形形成帶有有單電子子的活潑潑原子或或基團(tuán)游離離基（又又叫自由由基），這這種斷裂裂方式稱稱為共價(jià)價(jià)鍵

3、的均均裂。2 異裂異裂：A：BB A- BB+（或AA+ B-） 即構(gòu)成共共價(jià)鍵的的電子對對在斷裂裂時(shí)完全全轉(zhuǎn)移到到1個(gè)原原子上，形形成正離離子和負(fù)負(fù)離子，這這種斷裂裂方式稱稱為共價(jià)價(jià)鍵的異異裂。三、有機(jī)反反應(yīng)類型型分類根據(jù)共價(jià)鍵鍵斷裂方方式分類類根據(jù)共價(jià)價(jià)鍵的斷斷裂方式式分類，可可分為協(xié)協(xié)同反應(yīng)應(yīng)、自由由基反應(yīng)應(yīng)、離子子型反應(yīng)應(yīng)：協(xié)同反應(yīng)：在反應(yīng)應(yīng)過程中中，舊鍵鍵的斷裂裂和新鍵鍵的形成成都相互互協(xié)調(diào)地地在同一一步驟中中完成的的反應(yīng)稱稱為協(xié)同同反應(yīng)。協(xié)協(xié)同反應(yīng)應(yīng)往往有有一個(gè)環(huán)環(huán)狀過渡渡態(tài)。它它是一種種基元反反應(yīng)。自由基型反反應(yīng)：由由于分子子經(jīng)過均均裂產(chǎn)生生自由基基而引發(fā)發(fā)的反應(yīng)應(yīng)稱為自自由基型

4、型反應(yīng)。自自由基型型反應(yīng)分分鏈引發(fā)發(fā)、鏈轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移和鏈鏈終止三三個(gè)階段段：鏈引引發(fā)階段段是產(chǎn)生生自由基基的階段段。由于于鍵的均均裂需要要能量，所所以鏈引引發(fā)階段段需要加加熱或光光照。鏈鏈轉(zhuǎn)移階階段是由由一個(gè)自自由基轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)變成另另一個(gè)自自由基的的階段，猶猶如接力力賽一樣樣，自由由基不斷斷地傳遞遞下去，像像一環(huán)接接一環(huán)的的鏈，所所以稱之之為鏈反反應(yīng)。鏈鏈終止階階段是消消失自由由基的階階段，自自由基兩兩兩結(jié)合合成鍵，所所有的自自由基都都消失了了，自由由基反應(yīng)應(yīng)也就終終止了。離子型反應(yīng)應(yīng)：由分分子經(jīng)過過異裂生生成離子子而引發(fā)發(fā)的反應(yīng)應(yīng)稱為離離子型反反應(yīng)。離離子型反反應(yīng)有親親核反應(yīng)應(yīng)和親電電反應(yīng)，由親核試劑進(jìn)

5、攻而發(fā)生的反應(yīng)稱為親核反應(yīng)，親核試劑是對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)。親電試劑是對電子有顯著親合力而起反應(yīng)的試劑。反應(yīng)類型分分類如下下表所示示： 自由基取代 自由基取代烷烴鹵代、芳烴側(cè)鏈鹵代、烯烴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，脂環(huán)烴小環(huán)的開環(huán)加成反應(yīng)類型 親電取代芳環(huán)上的取代反應(yīng) 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)，芳環(huán)上鹵素被取代反應(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

6、烯合成、SN2、 E2反應(yīng)在本節(jié)課中中，主要要對離子子型反應(yīng)應(yīng)中的親親電反應(yīng)應(yīng)和親核核反應(yīng)相相關(guān)知識識進(jìn)行介介紹。要要清楚親親核反應(yīng)應(yīng)和親電電反應(yīng)，首首先要明明確什么么是反應(yīng)應(yīng)物，什什么是試試劑。四、反應(yīng)物物和試劑劑及試劑劑的分類類1反應(yīng)物物和試劑劑反應(yīng)物(或或作用物物)和試試劑之間間并沒有有十分嚴(yán)嚴(yán)格的界界限，是是個(gè)相對對的概念念、習(xí)慣慣用語。本本來相互互作用的的兩種物物質(zhì)，即即可互為為反應(yīng)物物，也可可互為試試劑。但但為了討討論和研研究問題題時(shí)方便便，從經(jīng)經(jīng)驗(yàn)中人人為的規(guī)規(guī)定反應(yīng)應(yīng)中的一一種有機(jī)機(jī)物為反反應(yīng)物，無機(jī)物物或另一一種有機(jī)機(jī)物為試試劑。例例如乙烯烯與溴的的加成反反應(yīng)，乙乙烯為反反應(yīng)

7、物，溴溴為試劑劑。苯肼肼與醛、酮酮的反應(yīng)應(yīng)，醛、酮酮為反應(yīng)應(yīng)物，苯苯肼為試試劑。2試劑的的分類有機(jī)反應(yīng)中中的試劑劑(無機(jī)機(jī)試劑和和有機(jī)試試劑)按按有機(jī)反反應(yīng)歷程程可分為為極性(或離子子型)試試劑和非極性性(自由由基)試試劑兩大大基本類類型。非非極性試試劑是指指自由基基或容易易產(chǎn)生自自由基的的化合物物，極性性試劑是是指含偶偶數(shù)電子子的正、負(fù)負(fù)離子或或極性分分子。 極性性(或離離子型)試劑含偶偶數(shù)電子子的正、負(fù)負(fù)離子或或極性分分子試劑（按有有機(jī)反應(yīng)應(yīng)歷程）非極性(自自由基)試劑自由由基或容容易產(chǎn)生生自由基基的化合合物從試劑的電電子結(jié)構(gòu)構(gòu)來看，極性試劑是指那些能夠接受和供給一對電子以形成共價(jià)鍵的試劑

8、。因此，極性試劑又分為兩類，在離子型反應(yīng)中供給一對電子與反應(yīng)物生成共價(jià)鍵的試劑叫做親核試劑，而從反應(yīng)物接受一對電子生共價(jià)鍵的試劑叫做親電試劑。 親親核試劑劑供給給一對電電子與反反應(yīng)物生生成共價(jià)價(jià)鍵的試試劑極性(或離離子型)試劑 親親電試劑劑從反反應(yīng)物接接受一對對電子生生共價(jià)鍵鍵的試劑劑從廣義的酸酸、堿概概念的角角度上來來說，路路易斯堿堿都是親親核的，故故為親核核試劑；而路易易斯酸都都是親電電的，則則為親電電試劑，在在一般的的離子型型反應(yīng)中中，極性性試劑的的分類如如下表所所示：親核試劑親電試劑（1）所有的負(fù)離離子所有的正離離子（2）具有未共享享電子對對的分子子可能接受未未共享電電子對的的分子（3

9、）烯烴雙鍵和和芳環(huán)羰基雙鍵（4）還原劑氧化劑（5）堿類酸類（氫氟氟酸例外外）（6）有機(jī)金屬化化合物中中的烷基基鹵代烷中的的烷基對試劑有了了規(guī)定以以后，所所有的離離子型反反應(yīng)就可可以根據(jù)據(jù)試劑的的性質(zhì)加加以分類類。由親親核試劑劑進(jìn)攻反反應(yīng)物而而引起的的反應(yīng)，叫叫做親核核反應(yīng)。由由親電試試劑進(jìn)攻攻而引起起的反應(yīng)應(yīng)，叫做做親電反反應(yīng)。 親親核反應(yīng)應(yīng)由親親核試劑劑進(jìn)攻反反應(yīng)物而而引起的的反應(yīng)，叫叫做親核核反應(yīng)。離子型反應(yīng)應(yīng)親電反應(yīng)由親親電試劑劑進(jìn)攻而而引起的的反應(yīng)，叫叫做親電電反應(yīng)。親核反應(yīng)又又可進(jìn)一一步分為為親核取取代反應(yīng)應(yīng)和親核加加成反應(yīng)應(yīng)。親電反反應(yīng)分為為親電取取代反應(yīng)應(yīng)和親電加加成反應(yīng)應(yīng)。下面

10、面通過親親電加成成、親電電取代、親親核加成成、親核取取代的反反應(yīng)歷程程，來進(jìn)進(jìn)一步說說明親電電反應(yīng)和和親核反反應(yīng)。五、親電反反應(yīng)歷程程1、親電加加成反應(yīng)應(yīng)歷程我們以烯烯烴和鹵鹵化氫的的加成反反應(yīng)為例例，說明明親電加加成的歷歷程。加成反應(yīng)應(yīng)歷程包包括兩個(gè)個(gè)步驟。第一步是是烯烴分分子受HHX的影影響，電子云云偏移而而極化，使使一個(gè)雙雙鍵碳原原子上帶帶有部分分負(fù)電荷荷，更易易于受極極化分子子HX的的帶正電電部分（HH-XX）或質(zhì)質(zhì)子H+的攻擊擊，結(jié)果果生成帶帶正電的的中間體體碳正離離子和HHX的共共軛堿XX-。第二步是是碳正離離子迅速速與X-結(jié)合生生成鹵烷烷。第一步的的反應(yīng)速速度慢，反反應(yīng)速度度由第

11、一一步?jīng)Q定定，而第第一步是是由親電電試劑的的進(jìn)攻而而發(fā)生的的，稱親親電加成成反應(yīng)。烯、炔和親電試劑的反應(yīng)，二烯烴的加成反應(yīng)，脂環(huán)烴小環(huán)的開環(huán)反應(yīng)加成都是親電加成反應(yīng)歷程。2、親電取取代歷程程以苯和親親電試劑劑反應(yīng)為為例，說說明親電電取代歷歷程。第一步是是親電試試劑E+進(jìn)攻苯苯環(huán)，很很快地和和苯環(huán)的的電子形形成絡(luò)合物物，絡(luò)合物物仍然還還保持苯苯環(huán)的結(jié)結(jié)構(gòu)。第二步是是絡(luò)合物物進(jìn)一步步與苯環(huán)環(huán)的一個(gè)個(gè)碳原子子直接連連接，形形成絡(luò)合物物。第三步是是絡(luò)合物物碳正離離子失去去而形成成鹵苯。該反應(yīng)過過程是由由親電試試劑進(jìn)攻攻苯環(huán)而而引起的的反應(yīng)，稱稱為親電電取代反反應(yīng)歷程程。在苯苯環(huán)上發(fā)發(fā)生的鹵鹵化、硝硝化

12、、磺磺化、烷烷基化和和?；磻?yīng)都都屬親電電取代反反應(yīng)歷程程。六、親核反反應(yīng)歷程程1、親核加加成反應(yīng)應(yīng)歷程以醛（或或酮）和和氫氰酸酸（HCCN）反反應(yīng)生成成氰醇為為例，說說明親核核加成反反應(yīng)歷程程。第一步是是氫氰酸酸在堿的的作用下下生成氰氰離子。第二步是是氰離子子進(jìn)攻羰羰基的碳碳原子。第三步是是氰醇負(fù)負(fù)離子從從水中奪奪取質(zhì)子子（H+），形成成氰醇。在該反應(yīng)應(yīng)中，第第一步和和第三步步是質(zhì)子子（H+）轉(zhuǎn)移移反應(yīng)，第第二步是是氰離子子與羰基基的加成成，是決決定反應(yīng)應(yīng)速度的的步驟，該該步驟是是親核試試劑進(jìn)攻攻反應(yīng)物物，所以以該反應(yīng)應(yīng)是親核核加成反反應(yīng)歷程程。醛、酮酮和親核核試劑（氫氫氰酸、醇醇、亞硫

13、硫酸氫鈉鈉、格利利雅試劑劑、氨衍衍生物）的的加成反反應(yīng)都屬屬親核加加成反應(yīng)應(yīng)。2、親核取取代反應(yīng)應(yīng)歷程（1）雙分分子親核核取代反反應(yīng)（SSN2）以溴甲烷烷在堿性性水溶液液中水解解生成甲甲醇為例例，說明明雙分子子親核取取代反應(yīng)應(yīng)歷程。反反應(yīng)如下下：反應(yīng)按以以下過程程進(jìn)行：反應(yīng)速度度即與反反應(yīng)物的的濃度有有關(guān)，又又與試劑劑的濃度度有關(guān)，反反應(yīng)中新新鍵的建建立和舊舊鍵的斷斷裂是同同步進(jìn)行行的，共共價(jià)鍵的的變化發(fā)發(fā)生在兩兩分子中中，因此此稱為雙雙分子親親核取代代反應(yīng)，以以SN2表示示。（2）單分分子親核核取代反反應(yīng)（SSN1）以叔丁基基溴在堿堿性溶液液中水解解為叔丁丁醇為例例，說明明反應(yīng)歷歷程，反反應(yīng)

14、如下下：第一步，CBr鍵解解離： 第二步，生生成CO鍵： 在該反應(yīng)應(yīng)歷程中中，第一一步反應(yīng)應(yīng)速度慢慢，所以以該步是是整個(gè)反反應(yīng)的決決速步驟驟，而這這一步的的反應(yīng)速速度是與與反應(yīng)物物鹵烷的的濃度成成正比，所所以整個(gè)個(gè)反應(yīng)速速度僅與與鹵烷有有關(guān)，與與試劑濃濃度無關(guān)關(guān)。在決決速步驟驟中，發(fā)發(fā)生共價(jià)價(jià)鍵變化化的只有有一種分分子，所所以稱為為單分子子反應(yīng)歷歷程。這這種單分分子親核核取代反反應(yīng)常用用SN1表示示。（3）親核核取代反反應(yīng)SN1和SSN2可簡簡單表示示為：是由親核核試劑進(jìn)進(jìn)攻反應(yīng)應(yīng)物的反反應(yīng)，故故稱親核核取代反反應(yīng)。七、親電和和親核反反應(yīng)總結(jié)結(jié)1、親電試試劑和親親核試劑劑的相對對性親電試劑和和親核試劑劑只有相相對的意意義，某某些試劑劑可以隨隨著反應(yīng)應(yīng)條件和和與相互互作用的的物質(zhì)性性質(zhì)的不不同，或或者表現(xiàn)現(xiàn)為親電電性或者者表現(xiàn)為為親核性性，例如如水（HH2O）和氨氨(NHH3)等少數(shù)數(shù)無機(jī)試試劑。個(gè)別有機(jī)試試劑也存存在這種種情況。醇醇（ROOH）與鹵代代烷的成成醚反應(yīng)應(yīng)表現(xiàn)為為親核性性，而醇與與金屬有有機(jī)化合合物的反反應(yīng)則表表現(xiàn)為親親電性。某些試劑既既具有親親電中心心又有親親核中心心，它究究竟屬于于哪種試試劑，一一般按兩兩個(gè)中心心的相對對強(qiáng)度而而定。如一個(gè)反應(yīng)應(yīng)分幾步步完成，究究竟屬于于哪種反反應(yīng)，則則由它的的定速步步驟來決決定。2、親電反反應(yīng)和親親核反應(yīng)應(yīng)的相對對性 由由于反應(yīng)