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同时连接两个碳碳双键或C=CHOH不稳定的原因是什么?

C原子上同时连接2个碳碳双键,这种物质还是存在的,而且这类物质叫做积累二烯烃或联烯,对应的英文为allenes,最简单是丙二烯(propadiene)。 其实大学的有机化学从来没有回避过它的存在,真的,以国内享负盛名的“邢大本”来看: ?(邢其毅等.基础有机化学 上册[M].第3版.北京:高等教育出版社,2005:308) 开章就是这样讲的。 

其他国内的大多数有机化学教材也都会这样写(毕竟教学大纲如此),老师们都会在讲到“二烯烃”的时候这么说: “二烯烃主要分三类:孤立二烯烃、***轭二烯烃、积累二烯烃。我们主要来学习***轭二烯烃。”而高中化学一般是回避它的,甚至有些教师会错误地表述为“这种物质不存在”,其实只是在高中的学习阶段不去研究它,并不代表它客观不存在。 高中化学回避它的原因我因为主要有如下3条。1.中学学习的碳碳双键大部分是这样的:的,有“∠aCb≈∠aCC≈∠bCC≈120°”的结论,中间的双键C变成了这个鬼样子=C=,显然无法与这个结论相兼容。2.丙二烯分子里,中间的C原子与二氧化碳中的碳相似,为sp杂化的,所以三个碳原子是***线的。因为剩余的2个p轨道是互相垂直的,所以左右两个π键的节面互相垂直,整个分子不是平面型的(左边两个氢原子的连线与右边连个氢原子的连线垂直而不***面),与高中的“碳碳双键周围***面”的经验结论不兼容。3.它确实不是很稳定,容易转化为其他物质——丙炔。这里插一个问题。我们说,氟气很活泼很活泼——它可以与所有的金属直接化合,也几乎与所有的非金属元素直接化合,所以不易于稳定存在。但是,如果在惰性的容器中存在一些氟气,不做任何操作,它还是可以稳定存在的,它无法转化为氟化氢,也无法转化为氟化钠,因为没有氢元素也没有钠元素,氟气再活泼也无济于事。而如果我们向里边充入一些氢气,则会爆炸式地反应转化为氟化氢,即使在零下一百多摄氏度和黑暗条件下。但是又有另一类物质不是这样的,在一定条件下(比如常温常压)我们总是无法获得它理论上的纯净物。假如同样有一个惰性且体积可变的容器,里边有一些二氧化氮(如100a mol),那么保持在标准大气压、27℃条件不变,很快会达到平衡,变为20a mol的二氧化氮和40a mol的四氧化二氮的混合物;而如果变为标准大气压、100℃,则变为90a mol的二氧化氮和5a mol的四氧化二氮的混合物了。这个“没有纯净的二氧化氮”的问题以前在高中经常考。二氧化氮的例子与氟气的例子不同的地方在于,只有二氧化氮一种反应物就可以发生一个化学反应——因为二氧化氮分子中含有单电子,所以容易发生的二聚反应。 

除了二氧化氮可以二聚,我们常见的还有环戊二烯。 ?(顾翼东主编.化学词典[M].上海:上海辞书出版社.1989.)它也是一种在常压室温的条件(25℃)就可以二聚的物质,有没有看出来这其实是一个Diels-Alder反应? ?(邢其毅等.基础有机化学 上册[M].第3版.北京:高等教育出版社,2005:348)也因此,我们“没有纯净的环戊二烯”,或者说实测的“环戊二烯”气体与氢气的相对密度总比要大。环戊二烯和二氧化氮一样,气态时,低温有利于聚合,而高温有利于解聚(二聚环戊二烯在176.6℃~190℃完全分解为环戊二烯;四氧化二氮在140℃完全分解为二氧化氮),为什么呢?试着用来解释一下吧。所以人教版化学选修4教材前边的彩色插图中,冰水中二氧化氮的颜色浅,热水中二氧化氮的颜色深。=话题转回来,题主说的丙二烯类物质和烯醇类物质,也都是可以自己就发生化学反应的,所以,它们这种反应的类型是“异构化反应”。=丙二烯可以转化为它的同分异构体丙炔: ,在5℃,它的标准平衡常数为10,也就是说,在达到平衡后,丙炔的分压是丙二烯的10倍,由于它们均为气体、摩尔质量也相同、反应前后分子数是不改变的,所以也表示它们的物质的量或质量的比,均为10。所以,在5℃时,大约每1000个丙二烯分子中,将有909个转化为丙炔分子,而只剩下91个丙二烯分子。 

当温度改为270℃时,标准平衡常数下降到4.55,这表示大约每1000个丙二烯分子中,将有820个转化为丙炔分子,而只剩下180个丙二烯分子。 

所以,积累二烯烃的情况就是:存在这种物质的分子,只不过它容易发生异构化反应,转化为它的同分异构体,使自由能降低,体系更加稳定。因此,六方晶体的水解产物为氢氧化镁和丙炔以及少量的丙二烯。(丙二烯可以进一步与水化合生成丙酮)