高中有機(jī)化學(xué)教案

有機(jī)化學(xué)教案

?上冊》

一、教學(xué)目的和要求：

通過對本課程的學(xué)習(xí)要求學(xué)生：

1、掌握各類有機(jī)化合物的命名、同分異構(gòu)、結(jié)構(gòu)特點和理化性質(zhì)、重要合成

方法等。

2、應(yīng)用價鍵理論和分子軌道理論的基本概念理解典型有機(jī)化合物的基本結(jié)

構(gòu)。通過乙烯、丁二烯和苯等物質(zhì)結(jié)構(gòu)的討論，定性了解分子軌道理論的基本概念。

3、掌握誘導(dǎo)效應(yīng)和共輛效應(yīng)，并能應(yīng)用解釋某些有機(jī)反應(yīng)中的問題。

4、了解過渡態(tài)理論，初步掌握碳正離子、碳負(fù)離子、碳自由基、碳烯等活性

中間體及其在有機(jī)反應(yīng)中的作用。

5、熟悉親核取代、親電取代、親核加成、親電加成和游離基反應(yīng)的歷程。掌

握氧化、還原反應(yīng)的特點。了解重排歷程和周環(huán)反應(yīng)。并能初步運用于解釋相應(yīng)的

化學(xué)反應(yīng)和在合成上的應(yīng)用。

6、初步掌握立體化學(xué)的基本知識和基本理論。

7、初步了解紅外光譜、核磁共振譜的基本原理，并能認(rèn)識常見化合物的典型

圖譜。

8、掌握各類重要有機(jī)化合物的來源、實驗室制備、工業(yè)制法及其主要用途。

9、重點掌握鹵代夕空、醇、酚、醛、醛、酮等的結(jié)構(gòu)特點、化學(xué)性質(zhì)及其應(yīng)用。

1

二、教學(xué)時數(shù)安排:

章節(jié)教學(xué)內(nèi)容學(xué)時

第一章緒論3

第二章烷4

第二早單烯煌6

第四章煥煌和二烯煌6

第五章脂環(huán)煌5

第六章對映異構(gòu)6

第七章芳煌7

第八章現(xiàn)代物理實驗方法的應(yīng)用5

第九章鹵代烽7

第十章醇、酚、醛8

第十一章醛和酮6

三、教學(xué)媒體：

計算機(jī)輔助教學(xué)（CAI）

四、教學(xué)方法：

講授法、演示法、練習(xí)法相結(jié)合

五、教學(xué)內(nèi)容：

（從第三頁開始）

2

第一章緒論

教學(xué)基本要求：

要求學(xué)生了解有機(jī)化學(xué)的研究對象及有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展歷史，認(rèn)識有機(jī)化學(xué)

與生產(chǎn)和生活的密切關(guān)系。同時，通過對共價鍵理論及其本質(zhì)的學(xué)習(xí)，達(dá)到掌握有機(jī)

化合物分子結(jié)構(gòu)基本理論的目的。掌握碳原子正四面體概念，掌握共價鍵屬性，了解

有機(jī)化合物的分類和研究有機(jī)化合物的步驟。

教學(xué)重點和難點：

本章的重點是掌握有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)的特點。

難點是利用價鍵理論、分子軌道理論對共價鍵的理論解釋。

教學(xué)時數(shù)：3課時

第一節(jié)有機(jī)化學(xué)的研究對象

一、有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)

1、有機(jī)化合物（organiccompounds）

有機(jī)化合物是指碳?xì)浠衔镆约皬奶細(xì)浠衔镅苌玫幕衔铩?/p>

2、有機(jī)化學(xué)（organicchemistry）

有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)合物及其衍生物的結(jié)構(gòu)特征.合成方法和理化性質(zhì)等的化學(xué)。

二、有機(jī)化合物的特點

1、分子組成復(fù)雜

組成元素不多，但數(shù)目龐大，結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。

例如:維生素&2C63H9ON14PCO

2、同分異構(gòu)現(xiàn)象

例如：乙醇和甲醛分子式為：C2H6。但化學(xué)結(jié)構(gòu)不同。

乙醇CH3cH20H甲醛CH30cH3

3、容易燃燒

絕大多數(shù)有機(jī)物都是可燃的。燃燒后生成二氧化碳和水。

4、難溶于水（特殊例外）

很多有機(jī)物難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑，原理依據(jù),相似相溶原理，與水形成氫

鍵的能力差。

5、熔、沸點低

許多有機(jī)物在室溫時呈氣態(tài)和液態(tài)，常溫下呈固態(tài)的有機(jī)物其熔點一般也很低。

例如：尿素132.7°C葡萄糖146°Co

6、反應(yīng)速率較慢

經(jīng)常需要幾小時、幾天才能完成，為了加速反應(yīng)，往往需加熱、光照或使用催

化劑等。3

7、反應(yīng)復(fù)雜，副反應(yīng)多

往往同一反應(yīng)物在同一條件下會得到許多不同的產(chǎn)物。所以就降低了主要產(chǎn)物

產(chǎn)率。

特殊例外：乙醇易溶于水、四氯化碳可滅火等。

三、有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生和發(fā)展

1、18世紀(jì)歐洲工業(yè)革命之后，先后分離出酒石酸（1769）、從尿中取得尿素（1773）、

從酸牛奶中取得乳酸（1780）、奎寧（1820）等等。隨著分析技術(shù)的發(fā)展，測定了不少

有機(jī)化合物的組成，對人類認(rèn)識有機(jī)化合物無疑是一個重要階段。

2、19世紀(jì)初期，德國化學(xué)家維勒(Wohler,F.,1800—1882)于1882年在實驗室蒸

發(fā)氟酸錢得到了尿素、1845年貝特洛(Berthelot,P.E.M.,1827—1907)合成了油脂

類物質(zhì)、1845年柯爾伯(Kolbe,A.W.H.,1818—1884)合成了醋酸等等。

3、19世紀(jì)初期至中期有機(jī)化學(xué)成為一門學(xué)科。

1857年凱庫勒(KekuleFA1829-1896)和庫柏爾(CouperAS1831-1892)提

出有機(jī)化合物分子中碳原子是四價及碳原子之間相互連接成碳鏈的概念，成為有機(jī)化

合物分子結(jié)構(gòu)的，最原始和最基礎(chǔ)的理論。

1861年布特列洛夫?qū)τ袡C(jī)化合物的結(jié)構(gòu)提出了較完整的的概念,指出分子中各

原子以一定化學(xué)力按照一定次序結(jié)合，這稱為分子結(jié)構(gòu)。

1865年凱庫勒提出了苯的構(gòu)造式。

1874年范特霍夫(van-tHoff,JH1852-1911)和勒貝爾(LeBelJA1847-1930)

建立分子的立體概念，說明了對映異構(gòu)和順反異構(gòu)現(xiàn)象；提出碳四面體構(gòu)型學(xué)說。

4、本世紀(jì)初，建立了價健理論、建立了量子化學(xué)、發(fā)現(xiàn)了分子軌道對稱守恒原理、

確定了許多糖的結(jié)構(gòu)、從蛋白質(zhì)水解產(chǎn)物分離出氨基酸，開創(chuàng)了研究生命物質(zhì)的新

時代。

四、有機(jī)化學(xué)的重要性

有機(jī)化學(xué)是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的理論基礎(chǔ)；研究天然有機(jī)化合物、發(fā)展染料、合成藥

物、香料、生產(chǎn)乙快、石油化工產(chǎn)品的開發(fā)利用；生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等等都需要有堅實

的有機(jī)化學(xué)知識。

第二節(jié)共價鍵的一些基本概念

一、共價鍵理論

1、價鍵理論

(1)原子軌道重疊或電子配對

基本理論在無機(jī)化學(xué)中已經(jīng)介紹了，由一對電子形成的共價鍵叫做單鍵，用一

條短直線表示，如果倆個原子各有二個或三個未成鍵的電子，構(gòu)成的共價鍵則為雙鍵或

叁鍵。

例如：

4

H

HC_H

一丁\CC>CC

/=\一三一

(2)共價鍵的飽和性

當(dāng)原子的未成鍵的一個電子與某原子的一個電子配對以后，就不能再與第三個電

子配對了，這就是共價鍵的飽和性。

(3)共價鍵的方向性

遵守最大重疊原理，分子的能量最低，形成最穩(wěn)定的分子。

2、分子軌道理論

它是從分子的整體出發(fā)去研究分子中每一個電子的運動狀態(tài)，認(rèn)為形成化學(xué)鍵的

電子是在整個分子中運動的。

分子軌道理論認(rèn)為化學(xué)鍵是原子軌道重疊產(chǎn)生的，原子軌道重疊時就可以形成同

樣數(shù)目的分子軌道。

原子軌道組成分子軌道時，必須符合三個條件：

（1）對稱匹配原則

（2）原子軌道重疊最大原則

（3）能量相近原則

分子軌道的對稱性不同可將其分為。軌道和n軌道。

二、共價鍵的鍵參數(shù)

1、鍵長：形成共價鍵的兩個原子核間距離。鍵長的單位為mm。

例：叫_碼碼CH_CH2碼C_CH

7率=T三.

0.15300.15100.1456

同一類型的共價鍵的鍵長在不同的化合物中可能稍有區(qū)別。

2、鍵角：兩個共價鍵之間的夾角。

例：口109*28'

C出

Hz

ii

3、鍵能：當(dāng)A和B兩個原子（氣態(tài)）結(jié)合生成A—B分子（氣態(tài)）時所放出的能

量稱為鍵能。用AH表示。

A（氣）+B（氣）---A—B（氣）

離解能：要使1molA—B雙原子分子（氣態(tài)）共價鍵解離為原子（氣態(tài)）時所

需要的能量也就是鍵能，或叫鍵的離解能。用D表示。

共價鍵斷裂時，必須吸熱，△H為正值；形成共價鍵時放熱，為負(fù)值。

注意：雙原子分子，鍵能和離解能數(shù)值相等；

多原子分子，鍵能為離解能的平均值。

鍵能越大，鍵越牢固。

5

4、鍵矩：正、負(fù)電荷中心的電荷（e）與正負(fù)電荷中心之間的距離（d）的乘積稱

為鍵矩。

y=ed

鍵矩是用來衡量鍵極性的物理量，為一矢量，有方向性的，通常規(guī)定其方向由正

到負(fù)，用箭頭表示。例如：

CH,Cl

兩個相同的原子組成的鍵鍵矩為零；兩個不相同的原子組成的鍵均有鍵矩。

5、偶極矩：多原子分子各鍵的鍵矩向量和就是該分子的偶極矩。例如：

HClCl

€H槍Cl4cH

蹂尊。物守匕湎

甲烷和四氯化碳是對稱分子，各鍵矩向量和為零，故為非極性分子。氯甲烷分子

中C—C1鍵矩未被抵消，u=1.94D,為極性分子。所以，鍵的極性和分子的極性是不

相同的。

三、共價鍵的斷裂

1、均裂：成鍵的一對電子平均分給兩個原子或原子團(tuán)。

A:B-*A?+B?

A-他為自由葦，戚稱為游離基。例如：

「,分別叫甲基自由基和乙基自由基，通用R?表示。

經(jīng)過均裂生成自由基的反應(yīng)稱為自由基反應(yīng)；般在光、熱作用下進(jìn)行。

2、異裂：異裂生成正離子和負(fù)離子，有兩種異裂：

CXC1XCXCX

：---->-++—：——---4-.-A+

碳正離子碳負(fù)隅子

嗎叫RR

例如：等；用通式：表示。

經(jīng)過異裂生成離子的反應(yīng)稱為離子型反應(yīng)；一般在酸、堿作用下進(jìn)行。

了解：親電反應(yīng)親電試劑親電體例如：金屬離子、氫質(zhì)子等。

親核反應(yīng)親核試劑親核體例如：氫氧根負(fù)離子等。

第三節(jié)誘導(dǎo)效應(yīng)

1、定義：

在有機(jī)化合物中，由于電負(fù)性不同的取代基團(tuán)的影響，使整個分子中成鍵電子

云按取代基團(tuán)的電負(fù)性所決定的方向而偏移的效應(yīng)稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。

2、特征：

誘導(dǎo)效應(yīng)的特征是沿著碳鏈傳遞，并隨碳鏈的增長迅速減弱或消失。

通過靜電誘導(dǎo)而影響到分子的其他部分，沒有外界電場的影響也存在。

3、表示形式：一般用I來表示誘導(dǎo)效應(yīng)。-1相當(dāng)于吸電子效應(yīng)，+1相當(dāng)于

供電子效應(yīng)，飽和的C—H鍵的誘導(dǎo)效應(yīng)規(guī)定為零。

6

\CCHQX

+11=0-I

4、具有--I效應(yīng)原子和原子團(tuán)的相對強(qiáng)度：

同族元素：

—F>—C1>—Br>一I從上到下依次減小

同周期元素：

—F>—OR>—NHR從左到右依次增強(qiáng)

不同雜化態(tài)：

5、具有+1效應(yīng)的原子團(tuán)主要是烷基，相對強(qiáng)度是:

(碼了>(CEp2CH〉CH3cH2〉碼

第四節(jié)研究有機(jī)化合物的一般步驟

1、分離提純

重結(jié)晶法、升華法、蒸儲法、色層分析法以及離子交換法等。

2、純度的檢定

測定有機(jī)化合物的物理常數(shù)就可以檢定其純度。如熔點、沸點、相對密度和

折射率等。

3、元素分析、實驗式和分子式的確定

元素定性分析、元素定量分析、求各元素的質(zhì)量比、計算實驗式；測定相對

分子質(zhì)量，確定分子式。

例如：3.26g樣品燃燒后,得到4.74gC02和1.92gH20,實驗測得其相對分子量為

60。樣品C02H20

3.26g4.74g1.92g

C相對原子質(zhì)量12

碳質(zhì)量=C02質(zhì)量X---------------=4.74X——=1.29g

C02相對分子質(zhì)量44

碳質(zhì)量1.29

--------X100%=--------義100%=39.6%(C)

樣品質(zhì)量3.26

H相對原子質(zhì)量X22

氫質(zhì)量=H2O質(zhì)量X------------------=1.92X——=0.213g

H2O相對分子質(zhì)量18

氫質(zhì)量0.213

--------X100%=--------X100%=6.53%(H)

樣品質(zhì)量3.26

(O)%=100%-(39.6%+6.53%)=53.87%

計算原子數(shù)目比：39.6

C：------=3.303.30/3.30=1

12

7

6.53

H：------=6.536.53/3.30=1.98

1

53.87

O：------=3.373.37/3.30=1.02

16

1：1.98：1.02^1：2：1

樣品的實驗式為CH2O。測其分子量為60,故分子式為C2H402。

4、結(jié)構(gòu)式的確定

應(yīng)用現(xiàn)代物理方法如X衍射、紅外光譜法、核磁共振譜和質(zhì)譜等能快速、準(zhǔn)確地得

到分子的結(jié)構(gòu)式。

分子的結(jié)構(gòu)包括分子的構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象。

5、構(gòu)造式的寫法

HCHHC/H

HCCH

TH>=<H

也可以用簡略式書寫：

（CHg^CCCl^^CHCCHg^CH4婚典CH_CH

第五節(jié)有機(jī)化合物的分類和官能團(tuán)

一、按碳架分類

1、開鏈化合物分子中碳原子相互結(jié)合成碳鏈的化合物

CH.CH.CH,CH,CH.CH.OHCHXHC（X）H

J乙JJ乙乙OLi,

2、碳環(huán)化合物分子中碳原子相互結(jié)合成碳環(huán)的化合物

（1）脂環(huán)化合物分子中碳原子相互結(jié)合成碳環(huán)

（2）芳香族化合物分子中碳原子連接成特殊的芳香環(huán)

000

3、雜環(huán)化合物這類化合物具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)，但是組成環(huán)的原子除碳外，還有氧.硫.氮

等其他元素的原子

二、按官能團(tuán)分類

8

鍵

烯

煌

雙二烯姓談基醛和酮

鍵

快

煌

叁竣基竣酸

環(huán)

脂

環(huán)

脂

煌?；⑺嵫苌?/p>

環(huán)

芳

香

苯

烽

硝基硝基化合物

素

鹵

代

鹵

煌

氨基胺

基

醇

和

羥

酚

雜原子雜環(huán)

酸鍵酸、脩類、高分子化合物

表1-5重要官能團(tuán)的名稱和式子

化合物類別官能團(tuán)官能團(tuán)名稱實例

烯

煌

c==c雙鍵CH==CH

狹

煌22

c=c三鍵CH三CH

鹵

煌

代

—X鹵素C6H5cl

醇

酚

和

—OH羥基CH3cH20H

C6H50H

c-o-c酸鍵C2H50c2H5

醛和酮c==o璇基CH3CH0

CH3COCH3

段酸COOH竣基CH3COOH

硝基化合物N02硝基C6H5NO2

胺NH2氨基C6H5NH2

偶氮化合物N==N偶氮基C6H5N=NC6H5

重氮化合物重氮基

N==NC6H5N=NC1

硫醇和硫酚筑基

SHC2H5SH

C6H5sH

磺酸SO3H磺酸基C6H5so3H

呂能團(tuán)(functionalgroups)是決定某類化合物的王要性質(zhì)的原子，原子團(tuán)或特殊

結(jié)構(gòu).顯然,含有相同官能團(tuán)的有機(jī)化合物具有相似的化學(xué)性質(zhì)。

作業(yè)：

P13-141、2、3、4

9

第章烷煌

教學(xué)基本要求：

要求學(xué)生掌握烷煌的命名法、同系列和同分異構(gòu)現(xiàn)象，碳原子的正四面體概念，氧

化、裂解和鹵代的化學(xué)性質(zhì)以及自由基鏈的反應(yīng)機(jī)理；了解燒燒分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的

關(guān)系；了解烷嫌在自然界的存在及主要用途。

教學(xué)重點難點：

重點是烷嫌的系統(tǒng)命名法，構(gòu)型，構(gòu)象的表示方法，自由基反應(yīng)歷程。

難點是自由基反應(yīng)歷程。

教學(xué)時數(shù)：4課時

第一節(jié)烷蜂的同系列和同分異構(gòu)現(xiàn)象

一、烷煌的同系列

CH4C2HgC3HgCnH2n2

表2-1一些烷燒的名稱和分子式

烷1分子式英文名烷烽分子式

甲烷CH.jmethaneH烷C11H24undecane

烷

乙

c2H6ethane十二烷Cl2H26dodecane

烷

丙

c3H8propane十三烷Cl3H28tridecane

烷

丁

C4H10butane十四烷Cl4H30tetradecane

烷

戊

C5H12pentane十五烷Cl5H32pentadecane

烷

己

C6H14hexane二十烷C20H42icosane

烷

庚

C7H16heptane三十烷C30H62triacontane

烷

辛

octane一百烷hectane

烷C8H18C100H202

壬

烷nonane

葵c9H20

C10H22decane烷煌通式CnH2n+2

從表2—1可知，符合一個通式，結(jié)構(gòu)相似、化學(xué)性質(zhì)也相似，物理性質(zhì)有規(guī)律變化的

一系列化合物稱為同系列。符合烷煌通式的一系列化合物稱為烷蜂的同系列。

二、烷燒的同分異構(gòu)現(xiàn)象

分子式相同，而構(gòu)造式不同的異構(gòu)體稱為同分異構(gòu)體，又稱構(gòu)造異構(gòu)體。

對于低級燒煌的同分異構(gòu)體的數(shù)目和構(gòu)造式，可利用碳干的不同推導(dǎo)出來。

例：寫出庚烷的同分異構(gòu)體的構(gòu)造式（僅寫碳干，省略氫原子）。

1、寫出庚烷的最長（7個碳）直鏈?zhǔn)健?/p>

2、寫出少一個碳原子的直鏈?zhǔn)阶鳛橹麈?，把一個碳作支鏈（甲基），依次連在主鏈

碳上，得二個異構(gòu)體。

3、寫出少二個碳原子的直鏈?zhǔn)阶鳛橹麈?，把二個碳當(dāng)作二個支鏈或當(dāng)作一個支鏈

（乙基），依次連在主鏈碳上，得五個異構(gòu)體。

4、寫出少三個碳原子的直鏈?zhǔn)阶鳛橹麈湥讶齻€碳當(dāng)作三個取代基，得一個異構(gòu)

體。其它的都是重復(fù)的，不算數(shù)。

這樣，庚烷的同分異構(gòu)體有9個。用碳干式表示。

ccccccccccccccccccc

tc

cccccccccccpcccccCcc

tIct

ccc

cc(tcccc

c

為了方便和清楚,可以用構(gòu)造式或簡式表示。

CH3cH2cH2cH2cH2cH2cH3CH3cHeH2cH2cH2cH3CH3cH2cHeH2cH2cH3

CH3CH3

CH3CH3

I

CH3cHeHCH2cH3CH3cHeH2cHeH3CH3CCH2cH2cH3

-II

CH

CH3CH3CH33

fH2cH3

CH3CH

I3

CH3cH2CCH2cH3CH3cH2CCH2cH3

CH3C—CHCH3

CH

3H3

或鋸架式表示。

三、伯、仲、叔和季碳原子與伯、仲、叔氫

叫CH3

°1。3o|402

H3bHtC%C%

與一個碳原子相連的稱為伯碳原子或一級5141112門0碳原子。1°

與二個碳原子相連的稱為仲碳原子或二級(secondary)碳原子。2°

與三個碳原子相連的稱為叔碳原子或三級(tertiary)碳原子。3°

與四個碳原子相連的稱為季碳原子或四級(quaternary)碳原子。4°

伯碳上的氫為伯氫；

仲碳上的氫為仲氫；

叔碳上的氫為叔氫。

笫二節(jié)烷蜂的命名

一、普通命名法

由一到十個碳原子的燒烽分別用甲、乙、丙、丁……葵烷表示。十一起用漢文數(shù)字

表示。烷燒的英文名詞尾用-ane。

為了區(qū)別異構(gòu)體，分別用正（normal）、異（iso）、新（neo）某烷表示。

例：碼

.H3cH2cH2cH2cH2cH3CH3cHeH2cHC/CCH2cHg

正己烷（n-hexane）異己烷（i-hexane）新己烷（neohexane）

為了學(xué)習(xí)系統(tǒng)命名法，先了解烷基的名稱。

二、烷基

1、小分子烷燒去掉一個氫原子剩下的原子團(tuán)稱為烷基；相應(yīng)的英文只需將詞尾“ane”

改為“yl”。

表2-3一價烷基的名稱

&基中文名英文名不通用符號

明nie11iy1Me

甲基

ethylEt

乙基

CHcHcH2npropylnPr

32正丙基

(CH，CHisobutyliPr

32異丙基—

CHcH2cHcH2nbutylnBu

32正丁基

（里隊則isobutyliBu

異丁基一

CH3cH2cHsecbutylsBu

仲丁基——

(CHJ.CtertbutyltBu

叔丁基

(CHdCHCHc此日“、甘isopentyl

，Z7Z異戊基

neopentyl

+3?新戊基

CH3

里。切叔戊基tertamyl

叫

@3)2加碼)3異己基isohexy1

2、去掉兩個氫原子的稱為亞基。

CH2cHg

亞甲基/1,2—亞乙基

\CHC%CH2cH9cH2

亞乙基/1,3—亞基

3、去掉三個氫原子的稱為次基。

\CH\CHCHg

次甲基~7次乙基7

三、系統(tǒng)命名法

中國化學(xué)會根據(jù)IUPAC命名法和結(jié)合漢字特點制定的原則。

1、選取主鏈

選最長碳鏈，且含取代基最多。

2、編號

從靠近取代基最近的一端開始編號，用1、2、3、……等表示。

3、寫出取代基位次和名稱

小的在前，大的在后；如有幾個相同的取代基合并一處。

4、支鏈上有小取代基時應(yīng)和名稱一起放在括號內(nèi)。

5、如有兒個不同的取代基時，按次序規(guī)則較優(yōu)的基團(tuán)寫在后面，簡單基團(tuán)寫在前面。

常見烷基的排列順序：

甲基〈乙基〈丙基〈丁基〈戊基〈己基〈異戊基〈異丁基〈異丙基

6、英文名稱中的一、二、三、四等數(shù)字用相應(yīng)的詞頭“mono”、“di”、“tri”、“tetra

等表示。

(C2Hs)2CHCH(C2H5)CH2cH(碼)2

例1：

2一甲基一4,5一二乙基庚烷

4,5-diethyl-2-methylheptane

例2：

C%CH2cH2cH3

.H3cH2cHeH「HCH2cH2cH2cHs

CH2cH3

3-甲基-4-乙基-5-丙基壬烷

4-ethyl-3-methyl-5-propylnonane

例3：r

11io

Q/\C

2,3,9一三甲基一4一丙基一8一異丙基一5一（1,1一二甲基丁基）十一烷

注：國外一些書上取代基的書寫次序與我國不同，他們是根據(jù)英文字母順序而排列。

第三節(jié)烷蜂的構(gòu)型

一、碳原子的四面體概念

范特霍夫和勒貝爾同時提出碳正四面體的概念。碳位于中心，四個原子或原子

團(tuán)在四面體的頂點上。

例如：

甲烷分子的構(gòu)型是正四面體。四個碳?xì)滏I的鍵長都是0.109nm,鍵角為109°28'。

H

常用凱庫勒模型和斯陶特模型來表示。

二、碳原子的SP3雜化

原子軌道雜化理論設(shè)想是:

基態(tài)激發(fā)態(tài)雜化軌道

每一個SP3雜化軌道占1/4S成分和3/4P成分，對稱軸之間互成109°28'。

三、雜化軌道特點:

1、更強(qiáng)的方向性；

2、四個雜化軌道完全相等；

3、四個鍵之間盡可能遠(yuǎn)離。

四、烷煌分子的形成

見書24—26面；了解清楚。

五、。鍵的特點：

電子云沿鍵軸近似于圓柱形對稱分布，成鍵的兩個原子可以圍繞著鍵軸自由旋

轉(zhuǎn)。

六、分子立體結(jié)構(gòu)的表示方法

1、契形透視式H

人”

3、

?表示后面的碳原子及其鍵。

還有一種表示方法為費歇爾投影式,詳見第六章。

第四節(jié)院蜂的構(gòu)象

一、乙烷的構(gòu)象

構(gòu)象：所謂構(gòu)象（conformation）是指在有一定構(gòu)造的分子通過單鍵的旋轉(zhuǎn)，

形成各原子或原子團(tuán)的空間排列。

乙烷的許多構(gòu)象中，交叉式或叫反疊式構(gòu)象（antiperiplanar,簡寫為ap）、重

疊式或叫順疊式構(gòu)象（synperiplanar,簡寫為sp）是兩種極限的構(gòu)象。

H

H2HH

H媼中

交叉式（反疊式）

HHH

HH加

重疊式（順疊式）

透視式Newman式

交叉式構(gòu)象中三對氫原子距離最遠(yuǎn)，能量最低，最穩(wěn)定；重疊式構(gòu)象中三對氫

原子的距離最近，能量最高，最不穩(wěn)定。

由交叉式轉(zhuǎn)變?yōu)橹丿B式時吸收12.5kJ/mol的能量；由重疊式轉(zhuǎn)變?yōu)榻徊媸綍r會

放出12.5kJ/mol的能量。

二、正丁烷的構(gòu)象“C

叫CH,H3al好啊

H1H1HIHAH

對位交叉式鄰位交叉式部分重疊式全重疊式

反疊式順錯式反錯式順疊式

同乙烷一樣,正丁烷以C2—C3單鍵旋轉(zhuǎn)時也有許多不同的構(gòu)象式，但是以上四種

是主要構(gòu)象。

全重疊式能量最高，對位交叉式能量最低。

第五節(jié)烷煌的物理性質(zhì)

有機(jī)化合物的物理性質(zhì)一般包括狀態(tài)、相對密度、沸點、熔點、溶解度和折光

率等。

1、物質(zhì)的狀態(tài)

C1—4個碳的烷燒常態(tài)下是氣體；C5—16個碳的燒燒是液體；C17個碳以上的烷

慌是固體。

2、沸點

液體的沸點高低取決于分子間引力的大?。环肿娱g的引力稱為范德華引力（靜

電引力、誘導(dǎo)力、色散力）。正烷煌是非極性分子，引力是由色散力所產(chǎn)生的。

正烷燒的沸點隨碳原子數(shù)目增加而升高。

正烷燒的沸點大于同數(shù)碳原子支鏈燒烽，支鏈越多，沸點越低。

例：C/

.今（碼丫/（CHgXCHCH2cHsCHgpC/

1cHs

沸點：℃36.127.99.5

3、熔點

熔點,前高低取決于分子排列緊密程度，排列越緊密，色散力越大，熔點越高。

正烷烽的熔點也是隨碳原子個數(shù)增加而升高。

偶數(shù)碳原子烷烽熔點大于鄰位奇數(shù)烷燒。

直鏈烷煌的熔點大于支鏈烷煌。

高度對稱的烷危熔點在同數(shù)碳原子烷燒中最高。

例：C/

4（里二里（CHP2CHCH2cHs鞏P鞏

熔點：℃-129.7-159.9-16.6

4、相對密度

隨碳原子數(shù)目的增加逐漸增大。

分子間引力增大，分子間的距離相應(yīng)減小，相對密度就增大。

5、溶解度

烷蜂不溶于水，溶于某些非極性有機(jī)溶劑?？捎谩跋嗨葡嗳堋痹斫忉屩?。

例：石蠟不溶于水而溶于汽油。

思考題：P43-442、4、5、7

作業(yè)：P43-441、3、6、8

第六節(jié)烷蜂的化學(xué)性質(zhì)

化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、還原劑等都不反應(yīng)。可用作溶劑。但在

燃燒、高溫和光照時可以發(fā)生一些反應(yīng)。

一、氧化反應(yīng)(oxidatioRNeaction)

3

nH2n2A?02nC02(n1電。+Q

這就是汽油和柴油作為內(nèi)燃機(jī)燃料的基本變化和根據(jù)。如果燃燒不完全，會產(chǎn)生大

量CO,也就是煤氣中毒的主要原因。高級烷蜂在催化劑作用下，可以發(fā)生部分氧化，生

成高級脂肪酸，以工業(yè)化生產(chǎn)。

二、熱裂反應(yīng)（pyrolysisreaction）

在高溫及無氧的條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)為熱裂反應(yīng)。

460°C

CH5_CH_C"CH3cH_c%比

Tlf—IH

460C

CHg?CH,CH2°^C4_CH,CH4

丁二仁一"=

其它烷煌在800—1100℃時熱裂產(chǎn)物主要是乙烯，其次是丙烯、丁烯、丁二烯等。

另一種是應(yīng)用催化劑的熱裂，稱為催化熱裂。

三、鹵代反應(yīng)(helogenationreaction)

\CHX.\CXHX

7-一+

1、鹵素反應(yīng)活性

F^CLBr?

2>2>2》I2

2、反應(yīng)條件

除氟外，在常溫和黑暗中不發(fā)生鹵代反應(yīng)，在紫外光漫射或高溫下氯和浪易發(fā)

生反應(yīng)。

3、甲烷的氯代反應(yīng)

CH.CL△CHX1HC1

CH3cLCl2_____CH2c}HC1

CH2c12Cl,_____CHC13HC1

CHC1ClCC1.HC1

+2------?+

甲烷的氯代往往生成四種產(chǎn)物的混合物，但是控制一定反應(yīng)條件和原料比，可

使其中一種氯代物成為主要產(chǎn)品。

400—450℃,甲烷:氯氣=10:1幾乎完全是一氯甲烷；

400C左右，甲烷:氯氣體=0.263:1主要生成四氯化碳。

4、其它烷煌的鹵代

（1）氯代口

H3cH2碼與CH3cH2cH2clCH3cHC/

光**Cl

43%57%

在丙烷分子中伯氫有6個，仲氫2個，按理產(chǎn)率應(yīng)是3:1,這在高溫（＞450

℃）時確實如此，但是在常溫下為43:57。通過計算就可以得出不同氫原子的反應(yīng)活

性來。

仲氫57/24

伯氫43/61

即：仲氫和伯氫的相對活性為4:1

同理，利用異丁烷的氯代可算出：叔氫和伯氫的相對活性為5:1

實驗結(jié)果也表明，叔氫、仲氫、伯氫在常溫條件下的相對活性為5:4:1。利用這

一關(guān)系式可以計算出其他烷姓的氯代產(chǎn)率。

例：Qi

2

%CH2cH2aCH3cH2cH2cH2clC/CHCH2cg

光tl

1-氯丁烷613

________-_-__7人___-_-___

2-氯丁烷448

1-氯甲烷=3+(3+8)=27%

2-氯甲烷=8+(3+8)=72%

(2)濱代反應(yīng)

叔氫:仲氫:伯氫=1600:82:1

例：叔丁烷的端反應(yīng)碼碼

H3cHB「2

碼tBrBrC%CH

tH3光*

鞏1cHs

>99%痕跡

第七節(jié)烷煌鹵代反應(yīng)歷程

一、甲烷的氯代歷程

鏈引發(fā)(chaininitiation)：

由光和和善供能量，氯分子發(fā)生均裂，生成氯游離基。

kJl

CL12clH=2425mo

'-----??△+./

鏈傳遞(chainpropagation)：

每一步都消耗一個活潑質(zhì)點，有產(chǎn)生一個新活潑質(zhì)點。

ClCH,HHClCK,H=4,5

?+J--—?—+A△+<T

KJ

碼cilCH.C1ClH=io8-9jnol

2_A0+?△-/

CFLC1CilCHclHC1

+?2

CHcl

2ci2CH2cI?Cl

cci3ci2'cci4+ci

鏈終止：活潑質(zhì)點被消耗，不再產(chǎn)生了。

ClclCL

?+?----A一

C%…,CH3cH3

CH..ClCH.C1

+?--?J

二、鹵素對甲烷的相對反應(yīng)活性

以甲烷一鹵代為例說明：（見P38頁表2—6）

△4（F）=422-6ymo1

%（C1）=104-9^/01

4（Br）=37,7

AH,（I）=-54-4kJ/m01

因氟代放熱太多，反應(yīng)太劇烈，難以控制；而碘代需要吸熱，反應(yīng)較難進(jìn)行，

故一般講鹵代反應(yīng)主要是指氯代和浪代。她們的反應(yīng)活性為：

氟>氯>澳>碘

反應(yīng)熱并不能完全反映反應(yīng)的活性大小，只有反應(yīng)的活化能才能真正反映反應(yīng)

的活性.

以甲烷第二步反應(yīng)為例：

X?+H—CH3------->H—X+?CH3

鹵素C1B