大學(xué)有機(jī)化學(xué)課件-烷烴

第二章第一節(jié)

烷烴烴（C、H）開鏈烴環(huán)狀烴飽和烴:烷烴不飽和烴:脂環(huán)烴:環(huán)烷烴、環(huán)烯(炔)烴芳(香)烴：烯烴炔烴二烯烴一、烷烴的通式、同系列和構(gòu)造異構(gòu)

通式：CnH2n+2同系列：具有一個通式，在組成上相差一個或多個CH2，且結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似的一系列化合物。系（列）差CH2同系物:同系列中的各個化合物。烷烴的構(gòu)造異構(gòu)：只有碳鏈異構(gòu)（分子中各原子的不同連接次序引起）注:(廣義)結(jié)構(gòu)異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)例：戊烷問：請你寫出分子量為86的烷烴的構(gòu)造異構(gòu)。二、烷烴的命名1.碳原子的命名：伯碳：1°（primary）仲碳：2°（secondary）叔碳：3°（tertiary）季碳：4°（quaternary）CH3-CH2-CH-C-CH3CH3CH3CH3例2CCCCCCCH3HH2H2H2H2HCH2CH3例12.烷基的命名:

烷基:烷烴中去掉一個H后剩下的基團(tuán),用

R-表示。縮寫：甲基（Me），乙基（Et），丙基（Pr）丁基（Bu）⑴甲烷Methyl⑵乙烷Ethyl⑶丙烷Propyl⑷丁烷Butyl※

要求記憶的烷基

根據(jù)烷烴分子中的碳原子總數(shù)叫做某烷。（常用于簡單烷烴和烷基的命名）用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二等來表示。3.普通命名（習(xí)慣命名）正（n-），直鏈烷烴異（iso-），(CH3)2CH﹣新（neo-），(CH3)3C﹣例(CH3)3CCH3新戊烷(CH3)2CHCH2CH3異戊烷構(gòu)造異構(gòu)體：４．衍生物命名：四甲基甲烷二甲基乙基甲烷二甲基乙基異丙基甲烷例１CH3CCH3CH3CH3例２CH3CCH3CH2CH3H例３CH3CH2CCHCH3CH3CH3CH3※５.系統(tǒng)命名法：IUPAC⑴直鏈烷烴的命名與普通命名法基本相同,但不加“正”字。⑵支鏈烷烴的命名是以主鏈為母體,所連的支鏈做取代基。①選主鏈:

②編號:

③取代基:

InternationalUnionofPureandAppliedChemistry2,3,5-三甲基-4-正丙基庚烷例（1）（2）例：用系統(tǒng)命名法命名2，2-二甲基戊烷3-甲基-4-乙基己烷（4）2，7，9-三甲基-6-異丁基十一烷（3）2，5，6-三甲基辛烷１．甲烷的結(jié)構(gòu):三、烷烴的結(jié)構(gòu)⑴

SP3,呈正四面體。⑵鍵角為109.5°。⑶

σ鍵。σ鍵:兩個原子軌道沿鍵軸方向以頭碰頭方式重疊所構(gòu)成的共價鍵。σ鍵的形狀呈圓柱形沿鍵軸對稱分布,σ鍵可沿鍵軸自由旋轉(zhuǎn)。２．其他烷烴的結(jié)構(gòu)：⑴SP3。⑵鍵角109.5°。⑶σ鍵。⑷鋸齒狀。四、烷烴的構(gòu)象

1.乙烷的構(gòu)象構(gòu)象:由于碳碳單鍵的旋轉(zhuǎn),導(dǎo)致分子中原子或基團(tuán)在

空間的不同排列方式。構(gòu)象的表示方法：Newman(紐曼)鋸架式

傘式

投影式乙烷的兩種典型構(gòu)象能量最高,最不穩(wěn)定能量最低,最穩(wěn)定兩種構(gòu)象的能量相差不大(12.1kJ·mol-1),室溫時分子所具有的動能即能克服這一能壘,足以使各構(gòu)象間迅速轉(zhuǎn)化,成為無數(shù)個構(gòu)象異構(gòu)體的動態(tài)平衡混合物。室溫時乙烷分子大都以最穩(wěn)定的交叉式構(gòu)象狀態(tài)存在。乙烷不同構(gòu)象的能量圖2.丁烷的構(gòu)象

沿著C2－C3σ鍵旋轉(zhuǎn)時形成四種典型構(gòu)象。能量:對位交叉式<鄰位交叉式<部分重疊式<全重疊式

※穩(wěn)定性:對位交叉式>鄰位交叉式>部分重疊式>全重疊式丁烷在室溫下主要以對位交叉式和鄰位交叉式構(gòu)象存在五、烷烴的性質(zhì)

有機(jī)物的物理性質(zhì)通常是指:

物態(tài)、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度、溶解度、折射率、比旋光度和光譜性質(zhì)等。通過測定物理常數(shù)可以鑒定有機(jī)物和分析有機(jī)物的純度。1.狀態(tài)(常溫常壓下)(了解)正烷烴:C1～C4C5～C16C17以上氣體液體固體（一）、烷烴的物理性質(zhì)：注：C17的直鏈烷烴熔點(diǎn)是22℃※

2.沸點(diǎn)

(

b.p.)隨分子量的增加而升高（直鏈烷烴）。

碳數(shù)相同的烷烴異構(gòu)體中，支鏈越多，

b.p.越低。3.熔點(diǎn)(m.p.）

烷烴的熔點(diǎn)基本上也隨碳數(shù)的增加而升高,偶數(shù)碳原子烷烴的熔點(diǎn)比相鄰奇數(shù)碳原子的熔點(diǎn)高。支鏈越多，

m.p.越高。4.密度烷烴的相對密度也隨著相對分子質(zhì)量的增加而增加，比水輕

＜1g·cm﹣35.溶解性

根據(jù)“極性相似者相溶”的規(guī)律,所有烷烴均不溶于水,易溶于非極性或弱極性溶劑如乙醚、苯、CCl4。（二）、烷烴的化學(xué)性質(zhì)1.氧化反應(yīng)

烷烴在空氣中燃燒生成CO2和H2O，并放出大量的熱。3n﹢1n2n﹢1CnH2n+2

O2

CO2

H2O++用途：主要是利用熱能。用途：①提高汽油（C6～C9烷烴）的產(chǎn)量。②制備小分子化合物的原料。

化合物在高溫?zé)o氧條件下的分解反應(yīng)稱為熱裂反應(yīng)。2.熱裂反應(yīng)（熱解反應(yīng)）※3.鹵代反應(yīng)（1）甲烷的氯代反應(yīng)CH3Cl

或光照，Cl2CH2Cl2CHCl3CCl4或光照，Cl2或光照，Cl2（2）甲烷的氯代反應(yīng)機(jī)理（反應(yīng)歷程）注：反應(yīng)只在光照及加熱的情況下發(fā)生（在室溫和暗處不能進(jìn)行)。自由基反應(yīng)歷程、鏈反應(yīng)、連鎖反應(yīng)事實假說驗證成立甲基自由基※自由基反應(yīng)包括三個階段3甲烷氯代的能量變化過渡態(tài)理論一個反應(yīng)從反應(yīng)物到產(chǎn)物是一個連續(xù)變化的過程。要經(jīng)過一個過渡態(tài)才能轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。反應(yīng)到達(dá)過渡態(tài)的時候，反應(yīng)物中的舊鍵已經(jīng)松弛，新鍵開始形成，結(jié)構(gòu)介于反應(yīng)物和產(chǎn)物之間。反應(yīng)熱和活化能△H/反應(yīng)熱：反應(yīng)斷鍵、成鍵能量總和，可判斷反應(yīng)吸熱還是放熱。它不能體現(xiàn)反應(yīng)速率Ea/活化能：反應(yīng)物和過渡態(tài)之間的能量差。直接影響反應(yīng)的速度。過渡態(tài)越穩(wěn)定，活化能越小，反應(yīng)越穩(wěn)定，反應(yīng)速度越快。反應(yīng)速度決定步驟Ea越大，反應(yīng)速度越慢，在多步反應(yīng)中，最難發(fā)生的反應(yīng)，也就是Ea最大反應(yīng)最慢的步驟，稱反應(yīng)速度決定步驟。

甲烷與其它鹵素的反應(yīng)相對反應(yīng)速度

F2

＞Cl2

＞Br2

＞I2(３)其它烷烴的鹵代反應(yīng)取向伯氫被取代仲氫被取代例１．正丁烷的一氯代物有兩種例２．異丁烷的一氯代物也有兩種伯氫被取代叔氫被取代三種氫的反應(yīng)活性比為※

即叔氫＞仲氫＞伯氫解釋：①與C﹣H的離解能有關(guān)。伯氫410kJ·mol﹣1

仲氫395kJ·mol﹣1叔氫380kJ·mol﹣1②與自由基的穩(wěn)定性有關(guān)。※

烷基自由基的穩(wěn)定性次序:

R3C·>R2CH·>RCH2·>CH3·

CH3CHCH(CH3)2.aCH2CH2CH(CH3)2.bCH3CH2C(CH3)2.c2.某烷烴A，分子式為C6H14，氯代時可以得到兩種一氯代產(chǎn)物。試推測烷烴A的結(jié)構(gòu)。作業(yè)：P391(4、6），4（2、4），5，14練習(xí)：1.將下列戊