刑其毅有机化学-烷烃.ppt

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1、第二章烷烃（alkane）通式：CnH2n+2一.同系列和同分异构组成上相差CH2及其整数倍。同系列中的各化合物互为同系物。同分异构体：具有相同分子式的不同化合物。构造异构体：具有相同分子式，分子中原子或基团因连接顺序不同而产生的异构体。由碳架不同引起的异构，称碳架异构。(属构造异构)二.命名1.烷基的概念1）伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子2）烷基R-———2.命名1）普通命名法（适用于简单化合物）1~10个碳的烷烃，词头用：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；10个碳以上，用数字十一、十二等表示。•碳架异构体用正、异、新等词头区分。正己烷异己烷新己烷正：异新直链烷烃2

2、）系统命名法（IUPAC命名法）a.选最长碳链作主链，支链作取代基。遇多个等长碳链，则取代基多的为主链。b.近取代基端开始编号，并遵守“最低系列编号规则”c.取代基距链两端位号相同时，编号从顺序小的基团端开始。•顺序规则①单原子取代基,按原子序数大小排列。原子序数大,顺序大；原子次序小,顺序小；同位素中质量高的,顺序大。②多原子基团第一个原子相同,则依次比较与其相连的其它原子。③含双键或叁键的基团,则作为连有两个或叁个相同的原子。顺序大的基团称较优基团。d.支链上连有取代基，则从和主链相连的碳原子开始将支链碳原子依次编号，并将取代基位号、名称连同支链名写在括号内。2-甲基-5-（

3、1，1-二甲基丙基）癸烷e.名称的排列顺序中文名称按基团顺序规则，较小的基团列在前；英文名称按基团首字母的字顺先后列出。5-丙基-4-异丙基壬烷4-isopropyl-5-propylnonane[注意]1）相同取代基数目用汉文数字二、三...表示；2）取代基位号用阿拉伯数字表示；3）阿拉伯数字与汉字之间必须用短横线分开；4）阿拉伯数字之间必须用逗号分开。三.烷烃的结构1.碳的SP3杂化和σ键的形成基态时C：1S22S22Px12Py12Pz0四个C-Hσ键六个C-Hσ键一个C-Cσ键C-C键长:154pmC-H键长:107pm键能:345.6kJ/mol键角:109.5o；σ键可

4、以饶轴旋转。烷烃分子立体形状表示方法：实线-键在纸平面上;楔线-键在纸平面前;虚线-键在纸平面后。2.烷烃的构象构象：由单键旋转而产生的分子中原子或基团在空间的不同排列方式。1）乙烷的构象a.两种极端构象重叠式（由H-C-C-H组成的两面角为0o）交叉式（由H-C-C-H组成的两面角为60o）重叠式楔形式锯架式纽曼式交叉式楔形式锯架式纽曼式介于重叠式与交叉式之间的无数构象称为扭曲式构象。b.构象的稳定性[分析乙烷两个极端构象]排斥力最大排斥力最小内能高内能低非键连相互作用力：不直接相连的原子间的作用力。构象的稳定性与内能有关。内能低,稳定；内能高,不稳定。内能最低的构象称优势构象。

5、其它构象的内能介于这两者之间。乙烷不同构象的能量曲线图•转动能：12.5kJ/mol每对重叠氢H-C-C-H重叠张力(扭转张力)：~4.2kJ/mol•室温下，构象异构体处于迅速转化的动态平衡中，不能分离。2.正丁烷的构象绕C-2和C-3之间的σ键旋转，形成的四种典型构象。对位交叉式邻位交叉式全重叠式部分重叠式构象稳定性：对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式室温下，正丁烷构象异构体处于迅速转化的动态平衡中，不能分离。最稳定的对位交叉构象是优势构象。[讨论题]（1）为什么1,2-二溴乙烷的偶极矩为零，而乙二醇却有一定的偶极矩？（2）将右式化合物改写成伞形式、纽曼式，并用纽曼式

6、表示其优势构象。（3）下列哪一对化合物是等同的？（假定C-C单键可以自由旋转）四.物理性质物理性质与化合物的结构有关（p48~50）1.状态2.沸点(bp)3.熔点(mp)4.相对密度5.溶解度bp.36.1oC25oC9oC五.化学性质化学性质取决于分子的结构。C-C、C-Hσ键。键能较大，极性较小，烷烃稳定。高温、光照等条件下烷烃具有反应活性。1.卤代反应1)氯代反应经历了自由基活性中间体。自由基取代反应。亦称反应历程、反应机制，是描述反应由反应物到产物所经历的每一步过程。2）反应机理氯分子在光照或高温下裂解（均裂），产生自由基：产生甲基自由基：链增长②产生新的氯自由基：链引发

7、①链增长③氯甲基自由基的形成：链增长④氯甲基自由基再与氯分子作用，生成二氯甲烷及氯原子：链增长⑤......自由基之间碰撞，形成稳定分子，反应终止：链终止整个反应经历三个阶段：链引发、链增长、链终止。此自由基反应也称链锁反应或链反应。[讨论题]1）将氯气用光照射后在黑暗中放置一段时间再与甲烷混合，会发生氯代反应吗？2）甲烷氯代易得氯代烷的混合物，为什么？3）甲烷和氯气同时光照，为什么不引发甲基自由基？3)活化能与反应速率活化能(activatingenergy)：过渡