汪小蘭有機(jī)課件第四版烷

第二章烷烴TableofContents第一節(jié)烷烴的同序列及同分異構(gòu)現(xiàn)象 一、同序列二、同分異構(gòu)三、碳、氫原子的類別第二節(jié)烷烴的命名一、普通命名法二、烷基三、系統(tǒng)命名法【烷wan】取完全之意，碳被氫完全飽和；【烴t-ing】指碳tan氫qing化合物。烷烴通式CnH2n+2。2023/3/31第三節(jié)烷烴的構(gòu)型一、碳原子的四面體概念及分子模型二、碳原子的SP3雜化三、烷烴分子的形成第四節(jié)烷烴的構(gòu)象一、乙烷的構(gòu)象二、正丁烷的構(gòu)象第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)第六節(jié)烷烴的化學(xué)性質(zhì)一、氧化二、熱裂三、鹵代2023/3/31第七節(jié)烷烴鹵代反應(yīng)歷程一、甲烷的鹵代二、烷烴鹵代的相對(duì)活性與自由基的穩(wěn)定性第八節(jié)烷烴的制備一、偶聯(lián)二、還原2023/3/31

2023/3/31

2023/3/31同分異構(gòu)分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物。構(gòu)造異構(gòu)：分子或原子連接順序不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。直鏈與支鏈的異構(gòu)屬于碳鏈異構(gòu)，屬于構(gòu)造異構(gòu)。2023/3/31第二節(jié)烷烴的命名一、普通命名法、甲乙丙丁戊己庚辛壬癸正、異、新二、烷基（R－）

烷烴分子去掉氫原子后剩下的部分：

CnH2n＋12023/3/31

TheAlkylGroups烷基通常用－R表示Alkylgroupsareoftenrepresentedas-R.Thenamesofalkylgroupsarealways-yl.Theyhavethegeneralformula:CnH2n+12023/3/31

常見的烴基CommonAlkylGroups

(C1throughC4)2023/3/31系統(tǒng)命名法

SystematicNomenclature

InternationalUnionofPureandAppliedChemistryIUPACCommitteeonOrganicNomenclature2023/3/31TheAlkanes

2023/3/31命名規(guī)則

NomenclatureoftheAlkanes

選擇最長碳鏈1

選擇最長碳鏈作主鏈，根據(jù)主鏈所含碳原子數(shù)叫做某烷。若有等長碳鏈，選取代基多的碳鏈為主鏈。Alkanesalwayshavetheending-ane.Sidechains(substituents)arenamedasalkylgroups.2023/3/31較優(yōu)基團(tuán)3支鏈烷基的名稱及位置寫在母體名稱前面，主鏈上有不同支鏈時(shí)按次序規(guī)則將較優(yōu)基團(tuán)列在后面。2023/3/31次序規(guī)則次序規(guī)則（較優(yōu)基團(tuán)）：單原子取代基，按原子序數(shù)大小，I,BrClFONCDH;多原子取代基第一個(gè)原子相同時(shí)依次比較與其相連的其它原子含雙鍵及參鍵的基團(tuán)可分別看成連接另外一個(gè)或二個(gè)碳2023/3/31

WWUChemistry

4321

2-Methylbutane2－甲基丁烷

OrganicNomenclature2023/3/31

YouMustChoosetheLongest

ContinuousCarbonChain4321

5674－乙基庚烷4-Ethylheptane2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

theFirstSubstituent

76543214-Ethyl-3-methylheptane

3－甲基－4－乙基庚烷2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

theFirstSubstituent876543213-Ethyl-5-methyloctane5－甲基－3－乙基辛烷2023/3/31

EverySubstituentMustGetaNumber1234563,3-Dimethylhexane2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

FirstSubstituent109876543212,7,8-Trimethyldecane2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

the“FirstDifference”123456783,4-二甲基－6－乙基庚烷2023/3/31

Ifyoucannamethis,

youcannameanything!123456

7

894-Isopropyl-2,6,6-trimethylnonane2023/3/31含復(fù)雜支鏈烷烴的命名支鏈上有取代基，則從和主鏈相連的碳原子開始將支鏈碳原子依次編號(hào)，并將支鏈取代基位號(hào)、名稱、連同支鏈寫在括號(hào)內(nèi)。2023/3/31

復(fù)雜取代基命名1-Methylethyl2023/3/31

NamingComplexSubstituents1,3-Dimethylbutyl2023/3/31

NamingComplexSubstituents2-Ethyl-1,1-dimethylbutyl2023/3/31

ThisShouldBeFun

123

1234567895－丙基－5－(1－甲基－1－乙基丙基）壬烷5-(1-Ethyl-1-methylpropyl)-5-propylnonane2023/3/31

GoodLuck!7-(1,1-Dimethylbutyl)-3-ethyl-7-methyldodecane2023/3/31

DegreeofSubstitution2023/3/31

DegreeofSubstitution

1。1°

1°3°2°3°2°4°1°

1°3°2°

1°2°1°2023/3/31第三節(jié)烷烴的構(gòu)型一、碳原子的四面體概念及分子模型

構(gòu)型（Constitution）：具有一定構(gòu)造的分子中原子在空間的排列狀況。

Van’tHoffandLeBel分別提出碳四面體概念。2023/3/31

TetrahedralGeometry

Methane的正四面體Kekulé模型甲烷球棒模型甲烷比例模型2023/3/31丁烷的Kekulé模型（球棒模型）丁烷的Kekule模型（球棒模型）2023/3/31丁烷的斯陶特模型丁烷的斯陶特模型2023/3/31二、碳原子的sp3雜化

2023/3/31sp3HybridOrbital2023/3/31三、烷烴分子的形成

2023/3/31第四節(jié)烷烴的構(gòu)象構(gòu)象（Conformation）：一定構(gòu)型的分子通過單鍵旋轉(zhuǎn)，形成各原子或原子團(tuán)的空間排布。Differentarrangementsofatomswithinamoleculethatcanbeconvertedintooneanothermerelybyrotationaboutsinglebonds.一、乙烷的構(gòu)象2023/3/31

Ethane

(Staggered交叉Conformation)SideViewEndView乙烷的交叉式構(gòu)象2023/3/31

Ethane

(eclipsed重疊conformation)SideViewEndView2023/3/31構(gòu)象表示方法鋸架式（透視式）投影式2023/3/31

交叉式重疊式構(gòu)象異構(gòu)體2023/3/31ConformationsofEthane乙烷構(gòu)象能量圖2023/3/31扭轉(zhuǎn)張力

TorsionalStrainExtrapotentialenergythatamoleculepossessduetothepresenceofeclipsedbonds.由于重疊產(chǎn)生的能量升高Extrapotentialenergythatamoleculepossessesbecausegroupsarecrowdedtogether，orareforced

toapproacheachothertowithinthesumoftheireffectiveradii2023/3/31二、丁烷的構(gòu)象CH3CH2CH2CH3

看成是1，2－二甲基乙烷，沿C2C3旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生各種構(gòu)象，典型構(gòu)象有四種：

2023/3/31能量大小順序全重疊(1)<(2)<(3)<(4)2023/3/31Butane

(anticonformation)sideview對(duì)位交叉endview2023/3/31Butane

(gaucheconformation鄰位交叉構(gòu)象)sideviewendview2023/3/31Butane

(synconformation全重疊)sideviewendview2023/3/31Butane

(anticlinalconformationoreclipsed-120conformation部分重疊)sideviewendview2023/3/31ConformationsofButane丁烷構(gòu)象能量圖2023/3/31StericStraininButane

(gaucheconformation)closecontactbetween

methylgroups2023/3/31StericStraininButane

(synconformation)reallycrowded!2023/3/31第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)物質(zhì)狀態(tài)：C4以下gas，C5C16liquid,C17以上solid。沸點(diǎn)：分子間范德華力越大，其沸點(diǎn)越高。正烷烴的沸點(diǎn)是隨著分子量的增加而升高的。范德華力包括靜電引力、誘導(dǎo)力和色散力。2023/3/311）正烷烴的沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)的增多而升高2）正烷烴的沸點(diǎn)高于它的異構(gòu)體（支鏈烷烴）b.p.CH3(CH2)2CH3:-0.5(CH3)2CHCH3:-10.2CH3(CH2)3CH3:36.1(CH3)2CHCH2CH3:27.9C(CH3)4:9.52023/3/31熔點(diǎn)：分子晶體的熔點(diǎn)不僅取決于分子間的作用力的大小，而且取決于晶體中碳鏈的空間排布(對(duì)稱性）情況。同分異構(gòu)體中，對(duì)稱性越高的熔點(diǎn)越高。C4以上的正烷烴的熔點(diǎn)隨著碳原子數(shù)增加而升高。偶數(shù)碳原子的烷烴的熔點(diǎn)升高多些。m.p.(CH3)2CCH2CH3:-159.9CH3(CH2)3CH3:-129.7(CH3)4C:-16.6溶解度：likedissolveslike.2023/3/31第六節(jié)烷烴的化學(xué)性質(zhì)

CC,CH鍵能較大，極性小，故化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。一、氧化

烷烴部分氧化成各種含氧衍生物：醇、醛、羧酸，在工業(yè)上有應(yīng)用。2023/3/31TheInternalCombustionEngine內(nèi)燃機(jī)2023/3/31二、熱裂熱裂：有機(jī)化合物在高溫和無氧條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)。溫度在450℃以上。為自由基反應(yīng)。催化熱裂的溫度可以低些。裂化在煉油工業(yè)上是一個(gè)很重要的反應(yīng)。2023/3/31三、鹵代

鹵代反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中的氫原子被鹵原子取代，生成鹵代物，并放出鹵化氫的反應(yīng)。2023/3/31甲烷的氯代2023/3/3125℃時(shí)，不同類型氫原子一氯代的相對(duì)活性：3。H：2。H：1。H=5：4：1;而溴代的選擇性更高，相應(yīng)為1600：82：1。例：預(yù)測(cè)下面反應(yīng)所生成的一溴代異構(gòu)體的比例。2023/3/312023/3/31反應(yīng)機(jī)理

由反應(yīng)物到產(chǎn)物經(jīng)歷的途徑從反應(yīng)物到產(chǎn)物過程中鍵的斷裂及形成包括各種中間體及過渡態(tài)說明電子的轉(zhuǎn)移反映立體化學(xué)特點(diǎn)各步反應(yīng)的相對(duì)速率2023/3/31第七節(jié)烷烴鹵代反應(yīng)歷程

反應(yīng)歷程（Reactionmechanism）：化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑或過程，有稱反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)機(jī)制。一、甲烷的鹵代歷程Experimental:1.黑暗下不加熱，無反應(yīng)2.僅加熱，能反應(yīng)3.僅光照，即使1個(gè)光子，也能產(chǎn)生許多分子的鹵代產(chǎn)物4.氧氣的存在，能延緩反應(yīng)的發(fā)生2023/3/31自由基取代歷程（鏈的引發(fā)、鏈的傳遞、鏈的終止），屬鏈鎖反應(yīng)2023/3/31自由基的產(chǎn)生條件：加熱、光