有機化學之第2章_烷烴

1、第二章第二章烷烴烷烴(alkane)第一節(jié)第一節(jié)烷烴的同系列及同分異構現(xiàn)象烷烴的同系列及同分異構現(xiàn)象一、烷烴的同系列一、烷烴的同系列二、同分異構體二、同分異構體三、結構式的書寫三、結構式的書寫四、碳原子和氫原子的種類四、碳原子和氫原子的種類第二節(jié)第二節(jié)烷烴的命名烷烴的命名一、普通命名法一、普通命名法二、烷基的命名二、烷基的命名三、系統(tǒng)命名法三、系統(tǒng)命名法第三節(jié)第三節(jié)烷烴的構型烷烴的構型一、碳原子的四面體概念及分子模型一、碳原子的四面體概念及分子模型二、碳原子的二、碳原子的sp3雜化雜化三、烷烴分子的形成三、烷烴分子的形成四、分子立體結構的表示方法四、分子立體結構的表示方法第四節(jié)第四節(jié)烷烴的構象

2、烷烴的構象一、構象一、構象(conformation)二、乙烷的構象二、乙烷的構象三、正丁烷的構象三、正丁烷的構象第五節(jié)第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié)烷烴的化學性質(zhì)烷烴的化學性質(zhì)一、化學性質(zhì)穩(wěn)定一、化學性質(zhì)穩(wěn)定二、氧化反應二、氧化反應三、熱裂反應三、熱裂反應四、鹵代反應四、鹵代反應第七節(jié)第七節(jié)烷烴的鹵代反應歷程烷烴的鹵代反應歷程一、甲烷的鹵代歷程一、甲烷的鹵代歷程二、鹵素對甲烷的相對反應活性二、鹵素對甲烷的相對反應活性三、氫原子反應活性與自由基的穩(wěn)定性三、氫原子反應活性與自由基的穩(wěn)定性第八節(jié)第八節(jié)過渡態(tài)理論過渡態(tài)理論一、反應進程的過渡態(tài)與能量變化一、反應進程的過渡態(tài)與能量變化二

3、、甲烷氯代反應的能量變化二、甲烷氯代反應的能量變化三、過渡態(tài)與中間體、反應熱與活化能三、過渡態(tài)與中間體、反應熱與活化能第九節(jié)第九節(jié)甲烷和天然氣甲烷和天然氣一、烷烴的同系列一、烷烴的同系列烷烴分子中碳原子間以單鍵相連，其余都與氫烷烴分子中碳原子間以單鍵相連，其余都與氫原子相連。與碳原子結合的氫原子數(shù)目已達到最原子相連。與碳原子結合的氫原子數(shù)目已達到最高限度，不可能再增加了，所以稱為飽和烴（高限度，不可能再增加了，所以稱為飽和烴（saturatedhydrocarbon）。）。烷烴的通式：烷烴的通式：CnH2n+2第一節(jié)第一節(jié) 烷烴的同系列及同分異構現(xiàn)象烷烴的同系列及同分異構現(xiàn)象總目錄總目錄通式相

4、同，結構相似，化學性質(zhì)相似，物理通式相同，結構相似，化學性質(zhì)相似，物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)的增加而有規(guī)律變化的化合物性質(zhì)隨碳原子數(shù)的增加而有規(guī)律變化的化合物系列系列同系列（同系列（homologousseries）：）：同系列中化合物互為同系物（同系列中化合物互為同系物（homolog）系列差系列差CH2甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷總目錄總目錄分子式相同，碳干構造不同分子式相同，碳干構造不同碳干異碳干異構構(constitutionalisomerism)同分異構體的書寫方法（自學）同分異構體的書寫方法（自學）分子式相同，結構不同的化合物為同分異構分子式相同，結構不同的化合物為同分異構體體同分異構體同分

5、異構體正丁烷正丁烷 異丁烷異丁烷二、同分異構體二、同分異構體總目錄總目錄構造式：構造式：三、構造式的書寫三、構造式的書寫總目錄總目錄 鍵線式（骨架式）：鍵線式（骨架式）：端點和拐點為碳原子，氫省略端點和拐點為碳原子，氫省略 簡式：簡式：總目錄總目錄伯碳伯碳（一級碳）（一級碳）1（primary)：直接與一個直接與一個碳原子相連碳原子相連仲碳仲碳（二級碳）（二級碳）2(secondary)：直接與二個直接與二個碳原子相連碳原子相連叔碳叔碳（三級碳）（三級碳）3(tertiary)：直接與三個碳直接與三個碳原子相連原子相連季碳季碳（四級碳）（四級碳）4(quaternary)：直接與四個直接與四個

6、碳原子相連碳原子相連與伯、仲、叔碳原子相連的氫原子稱與伯、仲、叔碳原子相連的氫原子稱伯、仲、伯、仲、叔氫（叔氫（1H、2H、3H）四、碳原子和氫原子的種類四、碳原子和氫原子的種類總目錄總目錄例如：例如：總目錄總目錄 一、普通命名法一、普通命名法 二、烷基的命名二、烷基的命名 三、系統(tǒng)命名法三、系統(tǒng)命名法第二節(jié)第二節(jié) 烷烴的命名烷烴的命名總目錄總目錄一、普通命名法一、普通命名法 1.正正(normal)某烷某烷C1C10甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸C10漢文數(shù)字漢文數(shù)字2.異異(iso)某烷某烷碳鏈一末端帶有兩個甲基。碳鏈一末端帶有兩個甲基。正己烷

7、正己烷n-hexane總目錄總目錄衡量汽油品種的基準物質(zhì)，其辛烷值為衡量汽油品種的基準物質(zhì)，其辛烷值為100特殊：特殊：總目錄總目錄 含五或六個碳原子的碳鏈端第二個碳原含五或六個碳原子的碳鏈端第二個碳原子為季碳原子的烷烴稱為子為季碳原子的烷烴稱為“新某烷新某烷”(neohexane)3.新某烷新某烷總目錄總目錄非新己烷非新己烷一價基：一價基：主教材表主教材表2-3二價基：二價基： 三價基：三價基： 二、烷基的命名二、烷基的命名總目錄總目錄1.直鏈烷烴：某烷直鏈烷烴：某烷2.支鏈烷烴支鏈烷烴（1）選擇主鏈（母體）：選擇碳原子數(shù)最多）選擇主鏈（母體）：選擇碳原子數(shù)最多的碳鏈為主鏈的碳鏈為主鏈三、系

8、統(tǒng)命名法三、系統(tǒng)命名法總目錄總目錄例例1、例、例2：給下列有機物選擇主鏈：給下列有機物選擇主鏈總目錄總目錄虛線框著的是主鏈虛線框著的是主鏈 如果兩條碳鏈的碳原子數(shù)相同時，選擇含如果兩條碳鏈的碳原子數(shù)相同時，選擇含支鏈較多的碳鏈為主鏈。支鏈較多的碳鏈為主鏈。故選故選A鏈為主鏈鏈為主鏈例例3：總目錄總目錄AB a.從靠近取代基一端開始編號；從靠近取代基一端開始編號；（2）主鏈碳原子的位次編號）主鏈碳原子的位次編號總目錄總目錄編號應從左到右，甲基位次較小編號應從左到右，甲基位次較小b.當有幾種編號可能時，選擇使取代基具有當有幾種編號可能時，選擇使取代基具有“最低系列最低系列”即使取代基的編號順次逐項

9、比即使取代基的編號順次逐項比較為最小的編號。較為最小的編號。取代基編號：（上）取代基編號：（上）2，6，8（下）（下）2，4，8（正確編號）（正確編號）例例4：總目錄總目錄IUPAC法按取代基英文名稱的第一個字母的次序排列。法按取代基英文名稱的第一個字母的次序排列。2-甲基己烷（甲基己烷（2-methylhexane）a.按取代基位次、取代基名稱、母體名稱順次書按取代基位次、取代基名稱、母體名稱順次書寫，取代基位次和取代基名稱之間要用半字線寫，取代基位次和取代基名稱之間要用半字線“”連接起來，取代基名稱和母體名稱間則不連接起來，取代基名稱和母體名稱間則不用半字線連接。用半字線連接。（3）名稱的

10、書寫次序名稱的書寫次序總目錄總目錄b.如果含有幾個相同的取代基時，取代基名如果含有幾個相同的取代基時，取代基名稱前用二、三、四稱前用二、三、四等表示其數(shù)目，其等表示其數(shù)目，其位次則必須逐個注明，位次的阿拉伯數(shù)字位次則必須逐個注明，位次的阿拉伯數(shù)字之間以之間以“，”隔開。隔開。2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷總目錄總目錄 在在IUPAC命名法中，英文名稱中的一、二、三和命名法中，英文名稱中的一、二、三和四等數(shù)字用相應的詞頭四等數(shù)字用相應的詞頭“mono”、“di”、“tri”和和“tetra”等表示，簡單的取代基英文數(shù)字詞頭等表示，簡單的取代基英文數(shù)字詞頭不參加字母順序排列，但不參加字母順序排列

11、，但“iso”,“neo”則參與排則參與排序。序。2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷2,3,5-trimethylhexane總目錄總目錄2,5-二甲基二甲基-3-乙基己烷乙基己烷3-ethyl-2,5-dimethylhexane總目錄總目錄2,8-二甲基二甲基-4-乙基壬烷乙基壬烷4-ethyl-2,8-dimethylnonane總目錄總目錄c.如果含有幾個不同的取代基時，按照如果含有幾個不同的取代基時，按照“次序次序規(guī)則規(guī)則（sequencerule）”（中國化學會（中國化學會有機化學命名原則有機化學命名原則規(guī)定），規(guī)定），“較優(yōu)較優(yōu)”基團基團寫在后面，而簡單基團寫在前面。寫在后面，而簡

12、單基團寫在前面。 次序規(guī)則是為了表達某些有機化合物的立體次序規(guī)則是為了表達某些有機化合物的立體化學關系，需決定有關原子或基團的排列次化學關系，需決定有關原子或基團的排列次序。它的主要內(nèi)容如下：序。它的主要內(nèi)容如下：總目錄總目錄單原子取代基按其原子序數(shù)大小排列，大單原子取代基按其原子序數(shù)大小排列，大者為者為“較優(yōu)較優(yōu)”基團。若為同位素，則質(zhì)量基團。若為同位素，則質(zhì)量大的為大的為“較優(yōu)較優(yōu)”基團。例如基團。例如: :“”表示表示“優(yōu)于優(yōu)于”總目錄總目錄多原子取代基則逐個原子順次比較，排出多原子取代基則逐個原子順次比較，排出優(yōu)先次序。優(yōu)先次序。 丁基丁基 異丙基異丙基兩個基團的第一個原子所連接的原子

13、或基團兩個基團的第一個原子所連接的原子或基團相同（相同（C、H、H），則比較第二個原子：），則比較第二個原子：丁基第二個碳：丁基第二個碳：C、H、H；異丙基第二個碳：異丙基第二個碳：C、C、H因此：異丙基丁基因此：異丙基丁基總目錄總目錄含有雙鍵或三鍵基團，可以認為連有兩個含有雙鍵或三鍵基團，可以認為連有兩個或三個相同原子?；蛉齻€相同原子。乙烯基第一個原子：乙烯基第一個原子：C、C、H乙炔基第一個原子：乙炔基第一個原子：C、C、C因此：乙炔基乙烯基因此：乙炔基乙烯基總目錄總目錄d.如果兩個不同取代基的位次都符合如果兩個不同取代基的位次都符合“最低最低系列系列”時，按次序規(guī)則順序，時，按次序規(guī)則順

14、序，“較優(yōu)較優(yōu)”基基團后列出。團后列出。4-丙基丙基-6-異丙基壬烷異丙基壬烷4-isopropyl-6-propylnonane總目錄總目錄 如果支鏈上還有取代基時，這個取代了的如果支鏈上還有取代基時，這個取代了的支鏈的名稱可放在括號中或用帶撇的數(shù)字支鏈的名稱可放在括號中或用帶撇的數(shù)字來標明支鏈中的碳原子。來標明支鏈中的碳原子。2-甲基甲基-5-（1,2-二甲基丙基）癸烷二甲基丙基）癸烷或或2-甲基甲基-5-1,2-二甲基丙基癸烷二甲基丙基癸烷總目錄總目錄結結構構構造構造分子中原子的分子中原子的排列順序排列順序構型構型分子中原子在分子中原子在空間的排列空間的排列狀況狀況構象構象由于由于單鍵的

15、旋轉(zhuǎn)單鍵的旋轉(zhuǎn)，形成分子中各，形成分子中各原子或原子團的原子或原子團的空間排布空間排布結構結構性質(zhì)性質(zhì)用途用途學習的線索：學習的線索：總目錄總目錄一、碳原子的四面體概念及分子模型一、碳原子的四面體概念及分子模型1.四面體概念四面體概念以甲烷為例以甲烷為例CH鍵長：鍵長：0.109nmHCH鍵角：鍵角：10928CHHHH第三節(jié)第三節(jié) 烷烴的構型烷烴的構型總目錄總目錄2.分子模型分子模型凱庫勒模型、斯陶特模型凱庫勒模型、斯陶特模型3. 構型構型(configuration)凱庫勒模型凱庫勒模型球棒模型球棒模型斯陶特模型斯陶特模型比例模型比例模型具有一定構造的分子中原子在空間的排列狀具有一定構造的

16、分子中原子在空間的排列狀況況構型構型總目錄總目錄（1）為什么碳原子具有四價？）為什么碳原子具有四價？（2）4個個CH鍵是等同的嗎？鍵是等同的嗎？思考思考總目錄總目錄二、碳原子的二、碳原子的sp3雜化雜化1.碳原子的碳原子的sp3雜化雜化 基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) 雜化態(tài)雜化態(tài)總目錄總目錄總目錄總目錄2.sp3雜化軌道特點雜化軌道特點方向性更強方向性更強4個個sp3軌道等同軌道等同最穩(wěn)定的排列方式：正四面體（最穩(wěn)定的排列方式：正四面體（4個價鍵個價鍵盡可能遠離）盡可能遠離）總目錄總目錄三、烷烴分子的形成三、烷烴分子的形成 甲烷：甲烷：CH4CH鍵：鍵：sp3s總目錄總目錄甲烷分子的形成甲烷分子的形

17、成總目錄總目錄CCHHHHHHlCH鍵鍵sp3s乙烷：乙烷：C2H6CC鍵鍵 sp3sp3總目錄總目錄乙烷乙烷分子的形成分子的形成總目錄總目錄四、分子立體結構的表示方法四、分子立體結構的表示方法1.楔形（傘形）透視式及書寫楔形（傘形）透視式及書寫甲烷：甲烷：甲烷凱庫勒模型甲烷凱庫勒模型楔形透視式楔形透視式總目錄總目錄乙烷：乙烷：總目錄總目錄2.鋸架（鋸架（sawhorseformula)透視式及書寫透視式及書寫 總目錄總目錄3.紐曼投影式紐曼投影式(Newmanprojection)及書寫及書寫總目錄總目錄一、構象一、構象(conformation)有一定構造的分子通過單鍵的旋轉(zhuǎn)，形成有一定構

18、造的分子通過單鍵的旋轉(zhuǎn)，形成各原子或原子團的空間排布。各原子或原子團的空間排布。第四節(jié)第四節(jié) 烷烴的構象烷烴的構象總目錄總目錄二、乙烷的構象二、乙烷的構象1.兩種極限構象的表達兩種極限構象的表達重疊式（順疊式）重疊式（順疊式）eclipsedconformation交叉式（反疊式）交叉式（反疊式）staggeredconformation思考：寫出重疊式和交叉式構象的楔形式、鋸架式思考：寫出重疊式和交叉式構象的楔形式、鋸架式和紐曼式。和紐曼式。前后兩個碳上的氫前后兩個碳上的氫原子處于交叉位置原子處于交叉位置前后兩個碳上的氫前后兩個碳上的氫原子處于重疊位置原子處于重疊位置總目錄總目錄模型模型楔形

19、式楔形式鋸架式鋸架式紐曼式紐曼式模型模型鋸架式鋸架式紐曼式紐曼式楔形式楔形式總目錄總目錄2.兩種極限構象的位能變化兩種極限構象的位能變化 穩(wěn)定性比較：交叉式重疊式穩(wěn)定性比較：交叉式重疊式總目錄總目錄思考思考如何分析交叉式構象和重疊式構象的如何分析交叉式構象和重疊式構象的穩(wěn)定性？（原子的空間分布、位能）穩(wěn)定性？（原子的空間分布、位能）總目錄總目錄三、正丁烷的構象三、正丁烷的構象圍繞圍繞C2C3單鍵旋轉(zhuǎn)形成各種構象單鍵旋轉(zhuǎn)形成各種構象總目錄總目錄1.四種極限構象式的表達四種極限構象式的表達對位交叉式（反疊式）對位交叉式（反疊式） 部分重疊式（反錯式）部分重疊式（反錯式） 鄰位交叉式（順錯式）鄰位交

20、叉式（順錯式） 全重疊式（順疊式）全重疊式（順疊式） 總目錄總目錄2.四種極限構象的位能變化四種極限構象的位能變化總目錄總目錄 穩(wěn)定性比較：穩(wěn)定性比較：對位交叉式鄰位交叉式對位交叉式鄰位交叉式部分重疊式部分重疊式全重疊式全重疊式 注意：構造、構型、構象和極限構象的概念注意：構造、構型、構象和極限構象的概念總目錄總目錄思考思考 寫出戊烷（寫出戊烷（C2C3）的極限構象式（紐曼的極限構象式（紐曼式、鋸架式、楔形式）式、鋸架式、楔形式）2.總結書寫紐曼式、鋸架式、楔形式的規(guī)律總結書寫紐曼式、鋸架式、楔形式的規(guī)律總目錄總目錄一、物態(tài)一、物態(tài)l規(guī)律：規(guī)律：二、沸點二、沸點boiling pointl規(guī)律

21、：規(guī)律：三、熔點三、熔點melting pointl規(guī)律：規(guī)律：隨相對分子質(zhì)量的增加，氣態(tài)隨相對分子質(zhì)量的增加，氣態(tài)液態(tài)液態(tài)固態(tài)固態(tài)C數(shù)增加，沸點升高；數(shù)增加，沸點升高；B.正烷烴沸點支鏈烷烴正烷烴沸點支鏈烷烴沸點沸點（同碳數(shù)）（同碳數(shù)）C數(shù)增加，熔點升高；數(shù)增加，熔點升高；B.偶數(shù)烷烴熔點奇數(shù)烷烴偶數(shù)烷烴熔點奇數(shù)烷烴熔點熔點第五節(jié)第五節(jié) 烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)總目錄總目錄總目錄總目錄 四、相對密度四、相對密度 規(guī)律規(guī)律: C數(shù)增加，相對密度數(shù)增加，相對密度(d)升高升高 五、溶解度五、溶解度 solubility 規(guī)律規(guī)律: 難溶于水，易溶于有機溶劑，尤其是烴類。難溶于水，易溶于有機溶

22、劑，尤其是烴類。 相似相溶相似相溶 烷烴也是一種溶劑。如石油醚，它是含碳數(shù)較低烷烴也是一種溶劑。如石油醚，它是含碳數(shù)較低的幾種烷烴的混合物，是實驗室常用的溶劑。通的幾種烷烴的混合物，是實驗室常用的溶劑。通常以沸程分為常以沸程分為 石油醚石油醚30-60（bp3060） 石油醚石油醚60-90和石油醚和石油醚90-120等。等?？偰夸浛偰夸浺弧⒒瘜W性質(zhì)穩(wěn)定一、化學性質(zhì)穩(wěn)定原因：原因：（1）CC、CH 鍵的鍵能大，不易破裂鍵的鍵能大，不易破裂化學鍵化學鍵CCCH鍵能鍵能/(kJmol-1)345.6415.3（2）CC鍵矩為鍵矩為0，CH偶極矩很小，偶極矩很小，電子云分布均勻，為非極性分子電子云分

23、布均勻，為非極性分子（3）鍵的斷裂：均裂）鍵的斷裂：均裂第六節(jié)第六節(jié) 烷烴的化學性質(zhì)烷烴的化學性質(zhì)總目錄總目錄二、氧化（二、氧化（oxidation）反應）反應（自由基反應）自由基反應）1.燃燒燃燒用途：用作燃料（重要能源之一）用途：用作燃料（重要能源之一）當體積比當體積比CH4 O2（空氣）空氣）=1 2（10）瓦斯爆炸）瓦斯爆炸總目錄總目錄2.控制氧化控制氧化R：C20C30代替動植物油脂制造肥皂代替動植物油脂制造肥皂生產(chǎn)各種含氧衍生物：醇、醛、酸等生產(chǎn)各種含氧衍生物：醇、醛、酸等總目錄總目錄三、熱裂三、熱裂（pyrolysis）反應）反應（自由基（自由基反應）反應）1.熱裂：在高溫及無氧

24、條件下發(fā)生鍵斷裂的分解反熱裂：在高溫及無氧條件下發(fā)生鍵斷裂的分解反應。應。生產(chǎn)燃料和化工原料生產(chǎn)燃料和化工原料 2.催化熱裂：應用催化劑的熱裂反應稱催化熱裂反催化熱裂：應用催化劑的熱裂反應稱催化熱裂反應生產(chǎn)高辛烷值汽油，提高汽油利用率應生產(chǎn)高辛烷值汽油，提高汽油利用率. 總目錄總目錄四、鹵代（四、鹵代（helogenation）反應（自由基反）反應（自由基反應）應）用途：用途：1）生產(chǎn)氯代甲烷混合溶劑；）生產(chǎn)氯代甲烷混合溶劑；2）控制條件，制備一氯甲烷。）控制條件，制備一氯甲烷。1.甲烷的氯代甲烷的氯代總目錄總目錄2.甲烷的鹵代甲烷的鹵代鹵素的活性：鹵素的活性：F2Cl2Br2I2 （1）為什

25、么鹵代反應不加控制則可得到混合產(chǎn)物？）為什么鹵代反應不加控制則可得到混合產(chǎn)物？（2）反應體系中，有一氯甲烷、未反應完的甲烷，）反應體系中，有一氯甲烷、未反應完的甲烷，如何分離？如何分離？（3）為什么鹵素的活性：）為什么鹵素的活性：F2Cl2Br2I2？思考思考總目錄總目錄 3.C3以上烷烴的鹵代以上烷烴的鹵代總目錄總目錄從反應式中可看到：從反應式中可看到：同一化合物中，不同的氫原子被鹵代的同一化合物中，不同的氫原子被鹵代的產(chǎn)率不同；產(chǎn)率不同；同一化合物中，同一氫原子，不同的鹵同一化合物中，同一氫原子，不同的鹵素，氫被鹵代的產(chǎn)率不同。素，氫被鹵代的產(chǎn)率不同。討論：討論：（1）氫原子的鹵代反應活性

26、：）氫原子的鹵代反應活性： 每個氫原子的反應概率每個氫原子的反應概率=產(chǎn)率產(chǎn)率/氫原子個數(shù)氫原子個數(shù)總目錄總目錄氯代反應中氫原子的反應活性氯代反應中氫原子的反應活性：1H：43/6764/972H：57/2=28.53H：36/1=36氯代：氯代：3H 2H 1H=5 4 1溴代：溴代：3H 2H 1H=1600 82 1（2）根據(jù)反應活性，推測異構體產(chǎn)率根據(jù)反應活性，推測異構體產(chǎn)率(自學自學)思考：為什么氫原子的鹵代反應活性順序為思考：為什么氫原子的鹵代反應活性順序為321？總目錄總目錄反應歷程（或反應機理）：反應歷程（或反應機理）：化學反應所經(jīng)歷的途徑或過程。化學反應所經(jīng)歷的途徑或過程。研

27、究內(nèi)容：研究內(nèi)容：反應步驟反應步驟反應中心反應中心價鍵變化價鍵變化影響因素影響因素研究思路：研究思路：第七節(jié)第七節(jié)烷烴的鹵代反應歷程烷烴的鹵代反應歷程（reactionmechanism）總目錄總目錄一、甲烷的鹵代歷程一、甲烷的鹵代歷程1.甲烷和氯氣反應的實驗事實：甲烷和氯氣反應的實驗事實： 總目錄總目錄2.根據(jù)實驗事實，提出如下機理：根據(jù)實驗事實，提出如下機理：鏈引發(fā)鏈引發(fā)（chaininitiation）：鏈傳遞（鏈傳遞（chainpropagation）：）： 總目錄總目錄 理論上可把所有甲烷分子中的氫原子全奪理論上可把所有甲烷分子中的氫原子全奪去。事實上，連鎖反應不可能永久傳遞下去，去

28、。事實上，連鎖反應不可能永久傳遞下去，直到自由基互相結合或與惰性物種結合而失去直到自由基互相結合或與惰性物種結合而失去活性時，這個連續(xù)的反應就終止了?；钚詴r，這個連續(xù)的反應就終止了?？偰夸浛偰夸涙溄K止（鏈終止（chaintermination）：）：總目錄總目錄（1）請你用自由基鹵代反應機理解釋甲烷氯代的實驗）請你用自由基鹵代反應機理解釋甲烷氯代的實驗事實事實。（2）為什么烷烴鹵代反應易得到多鹵代物？）為什么烷烴鹵代反應易得到多鹵代物？ 思考思考總目錄總目錄二、鹵素對甲烷的相對反應活性二、鹵素對甲烷的相對反應活性 鹵素的相對反應活性為：氟鹵素的相對反應活性為：氟氯氯溴溴碘碘 反應活性的解釋：反

29、應活性的解釋：1.反應熱（反應熱（reactionenthalpyrHm）解釋解釋rHm=(435.1+242.5) （351.4+431）=-104.8(kJmol1 )（放熱）放熱）反應熱：一般來說，放熱反應較易進行，反應熱：一般來說，放熱反應較易進行，而吸熱反應較難進行。而吸熱反應較難進行?？偰夸浛偰夸浖淄辂u代的反應熱甲烷鹵代的反應熱rHm /（kJmol1 ） 反應反應FClBrI反應（反應（1）-129.7+4.1+66.9+136.4反應（反應（2）-292.9-108.9-104.6-83.7總反應總反應-422.6-104.8-37.3+52.7總目錄總目錄2.活化能（活化能（

30、activationenergy) 活化能：為使反應發(fā)生而必須提供的最活化能：為使反應發(fā)生而必須提供的最低能量。低能量。 活化能越低，反應越易發(fā)生?；罨茉降?，反應越易發(fā)生?；罨芑罨蹺FEClEBrEI I(kJmol1)4.216.775.2137.9鹵素對烷烴的相對取代反應活性：鹵素對烷烴的相對取代反應活性：F2Cl2Br2I I2總目錄總目錄三、氫原子反應活性與自由基的穩(wěn)定性三、氫原子反應活性與自由基的穩(wěn)定性1、氫原子的反應活性、氫原子的反應活性氫原子的反應活性順序為：氫原子的反應活性順序為：3212、自由基及其穩(wěn)定性、自由基及其穩(wěn)定性自由基結構：自由基結構：甲烷甲烷 CH4甲基自由

31、基甲基自由基 CH3 Csp3雜化雜化Csp2雜化雜化總目錄總目錄解離能：解離能： 同一類型的鍵（如同一類型的鍵（如CH）發(fā)生均裂時，鍵的解發(fā)生均裂時，鍵的解離能愈小，則自由基愈容易生成，生成的自由基離能愈小，則自由基愈容易生成，生成的自由基也較穩(wěn)定。也較穩(wěn)定。自由基自由基自由基類自由基類型型11123CH解離能解離能kJmol1 435.1410410397.5380.7總目錄總目錄自由基的穩(wěn)定性順序為：自由基的穩(wěn)定性順序為：321CH3氫原子的反應活性為：氫原子的反應活性為：321鹵代反應的決速步驟：生成烷基自由基鹵代反應的決速步驟：生成烷基自由基總目錄總目錄一、反應進程的過渡態(tài)與能量變化

32、一、反應進程的過渡態(tài)與能量變化1.反應進程與過渡態(tài)（反應進程與過渡態(tài)（transitionstate）第八節(jié)第八節(jié) 過渡態(tài)理論過渡態(tài)理論總目錄總目錄2.能量變化曲線圖能量變化曲線圖表示反應進程的能量變化表示反應進程的能量變化a：反應物位能（峰反應物位能（峰谷）谷） b：過渡態(tài)位能（峰頂）過渡態(tài)位能（峰頂）c：產(chǎn)物位能產(chǎn)物位能（峰谷）（峰谷）E：活化能活化能E：逆反應的活化能逆反應的活化能 H：反應熱反應熱思考：思考：（1）從能量變化的角度描）從能量變化的角度描述反應進程。述反應進程。（2）左圖表示的反應是放）左圖表示的反應是放熱還是吸熱？熱還是吸熱？（3）過渡態(tài)有什么特點？）過渡態(tài)有什么特點？

33、（1）一步反應）一步反應總目錄總目錄（2）多步驟反應）多步驟反應總目錄總目錄（1）指出兩圖向我們提供了什么反應信息？）指出兩圖向我們提供了什么反應信息？（2）對于多步驟反應，哪一步是決速步驟？）對于多步驟反應，哪一步是決速步驟？（3）如果反應有兩個方向，如何控制反應向）如果反應有兩個方向，如何控制反應向預想方向進行？預想方向進行？思考思考總目錄總目錄二、甲烷氯代反應的能量變化二、甲烷氯代反應的能量變化 鏈增長：鏈增長：反應反應E/(kJmol1)H /(kJmol1)16.74.14.2-109決速步驟：第一步?jīng)Q速步驟：第一步生成甲基自由基生成甲基自由基總目錄總目錄總目錄總目錄鏈終止：鏈終止：

34、 思考：思考：請繪出鏈引發(fā)請繪出鏈引發(fā)（氯生成氯自由基）的（氯生成氯自由基）的能量曲線圖，描述反應能量曲線圖，描述反應進程。進程。 總目錄總目錄三、過渡態(tài)與中間體、反應熱與活化能三、過渡態(tài)與中間體、反應熱與活化能 過渡態(tài)過渡態(tài)中間體中間體反應的中間狀態(tài)反應的中間狀態(tài)反應中產(chǎn)生的活潑質(zhì)點反應中產(chǎn)生的活潑質(zhì)點未被測出未被測出可測出（穩(wěn)定的中間體則可測出（穩(wěn)定的中間體則可分離）可分離）位能的最高點（峰頂）位能的最高點（峰頂） 位能低于過渡態(tài)、高于產(chǎn)位能低于過渡態(tài)、高于產(chǎn)物物總目錄總目錄活化能活化能反應熱反應熱過渡態(tài)與反應物內(nèi)能差過渡態(tài)與反應物內(nèi)能差反應物與生成物的內(nèi)能差反應物與生成物的內(nèi)能差反應發(fā)生所需的最低能量反應發(fā)生所需的最低能量反應放出或吸收的能量反應放出或吸收的能量E0（實驗測定）實驗測定）通過鍵能計算，也可實驗通過鍵能計算，也可實驗測定測定H0吸熱；吸熱；H0放熱