大學(xué)有機(jī)化學(xué)飽和烴課件

第二章飽和烴(烷烴)(一)烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu)(二)烷烴的命名

(三)烷烴的結(jié)構(gòu)(四)烷烴的物理性質(zhì)(五)

烷烴的化學(xué)性質(zhì)(六)烷烴的主要來(lái)源和制法第二章飽和烴(烷烴)(一)烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu)1本章重點(diǎn)：

①烷烴的命名；②甲烷的結(jié)構(gòu)，sp3雜化與四面體構(gòu)型；③氫原子的活潑性：3

H＞2

H＞1

H；自由基的穩(wěn)定性：3

＞2

＞1

＞CH3·。本章重點(diǎn)：①烷烴的命名；2(二)烷烴的命名(1)

烷基的概念(甲)伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氫(乙)烷基

(2)

烷烴的命名

(甲)普通命名法(乙)衍生物命名法(丙)系統(tǒng)命名法

(二)烷烴的命名(1)烷基的概念3(1)烷基的概念(甲)伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氫(1)烷基的概念4烷烴分子從形式上去掉一個(gè)氫原子所剩下的基團(tuán)叫做烷基，用R-表示。如：(乙)烷基烷烴分子從形式上去掉一個(gè)氫原子所剩下的基團(tuán)叫做烷基5(2)烷烴的命名

(甲)普通命名法普通命名法——亦稱(chēng)為習(xí)慣命名法對(duì)直鏈烷烴，叫正某(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二)烷。(2)烷烴的命名(甲)普通命名法6(丙)系統(tǒng)命名法

2-甲基戊烷

最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，同基合并，由簡(jiǎn)到繁。(丙)系統(tǒng)命名法2-甲基戊烷最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，同基7六個(gè)碳原子,4個(gè)支鏈6個(gè)碳原子，2個(gè)支鏈選擇紅色為主鏈2,2,5-三甲基-3-乙基己烷最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，同基合并，由簡(jiǎn)到繁。六個(gè)碳原子,4個(gè)支鏈6個(gè)碳原子，2個(gè)支鏈選擇紅色為主鏈2,28綠色編號(hào)正確3,3,4-三甲基己烷例：最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，同基合并，由簡(jiǎn)到繁。綠色編號(hào)正確3,3,4-三甲基己烷例：最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，93-甲基-4-乙基己烷例：最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，同基合并，由簡(jiǎn)到繁。3-甲基-4-乙基己烷例：最長(zhǎng)碳鏈，最小定位，同基合并，由簡(jiǎn)10

取代基按“次序規(guī)則”小的基團(tuán)優(yōu)先列出:烷基的大小次序：甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<異戊基<異丁基<異丙基。

11(三)烷烴的結(jié)構(gòu)碳原子軌道的sp3雜化(2)σ鍵的形成及其特性(3)乙烷的構(gòu)象(4)丁烷的構(gòu)象(三)烷烴的結(jié)構(gòu)碳原子軌道的sp3雜化12(三)烷烴的結(jié)構(gòu)

(1)碳原子軌道的sp3雜化

4個(gè)sp3雜化軌道間取最大的空間距離為正四面體構(gòu)型，鍵角為109.5°(動(dòng)畫(huà)，sp3雜化碳)。構(gòu)型——原子在空間的排列方式。

(三)烷烴的結(jié)構(gòu)

(1)碳原子軌道的sp3雜化13(2)σ鍵的形成及其特性∵CH4中的4個(gè)雜化軌道為四面體構(gòu)型(sp3雜化)∴H原子只能從四面體的四個(gè)頂點(diǎn)進(jìn)行重疊(因?yàn)轫旤c(diǎn)方向電子云密度最大),形成4個(gè)σsp3-s鍵。（動(dòng)畫(huà)）

σ鍵——電子云圍繞兩核間連線(xiàn)呈圓柱體的軸對(duì)稱(chēng),可自由旋轉(zhuǎn)。(2)σ鍵的形成及其特性∵CH4中的4個(gè)雜化軌道14(四)烷烴的物理性質(zhì)

(1)沸點(diǎn)

烷烴的b.p隨分子量的↑而有規(guī)律地↑

同分子量時(shí)，支鏈較多，沸點(diǎn)較低。(2)熔點(diǎn)

總趨勢(shì)是分子量↑，m.p↑。

(四)烷烴的物理性質(zhì)(1)沸點(diǎn)(2)熔點(diǎn)15(五)烷烴的化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)(甲)

鹵化反應(yīng)(乙)

鹵化反應(yīng)的機(jī)理(丙)

鹵化反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定性(丁)

反應(yīng)活性與選擇性(戊)其它取代反應(yīng)A．硝化反應(yīng)B．氯磺酰化反應(yīng)(2)氧化反應(yīng)(甲)完全氧化反應(yīng)(乙)部分氧化反應(yīng)(3)異構(gòu)反應(yīng)(4)裂化反應(yīng)(五)烷烴的化學(xué)性質(zhì)(1)取代反應(yīng)(2)氧化反應(yīng)16(1)取代反應(yīng)

(甲)鹵化反應(yīng)

在漫射光、熱或某些催化劑作用下，氫被氯取代：控制甲烷與氯氣的體積比或控制反應(yīng)時(shí)間，可控制產(chǎn)物的氯代程度。(1)取代反應(yīng)(甲)鹵化反應(yīng)在漫射光、熱或某些催化劑作17根據(jù)反應(yīng)事實(shí)，對(duì)反應(yīng)做出的詳細(xì)描述和理論解釋叫做反應(yīng)機(jī)理。

(乙)鹵化反應(yīng)的機(jī)理根據(jù)反應(yīng)事實(shí)，對(duì)反應(yīng)做出的詳細(xì)描述和理論解(乙)鹵化反應(yīng)的18甲烷氯代反應(yīng)歷程如下：鏈引發(fā)的特點(diǎn)是只產(chǎn)生自由基不消耗自由基。……鏈增長(zhǎng)的特點(diǎn)是：消耗一個(gè)自由基的同時(shí)產(chǎn)生另一個(gè)自由基。甲烷氯代反應(yīng)歷程如下：鏈引發(fā)的特點(diǎn)是只產(chǎn)生自由基不消耗自由19鏈終止的特點(diǎn)是只消耗自由基而不再產(chǎn)生自由基。只有在大量甲烷存在時(shí)才能得到一氯甲烷為主的產(chǎn)物。當(dāng)CH3Cl達(dá)到一定濃度時(shí)，·Cl可與之反應(yīng)，生成CH2Cl2，進(jìn)而有CHCl3、CCl4生成。鏈終止的特點(diǎn)是只消耗自由基而不再產(chǎn)生自由基。20烷烴－鹵化反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定

丙烷的氯代反應(yīng)如下：烷烴－鹵化反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定丙烷的氯代反應(yīng)如下：21設(shè)伯氫的活潑性是1，仲氫的活潑性x，則有：即仲氫的氯代反應(yīng)活性是伯氫的4倍。設(shè)伯氫的活潑性是1，仲氫的活潑性x，則有：即仲氫的氯代反應(yīng)22即叔氫原子的氯代反應(yīng)活潑性是伯氫原子的5倍。異丁烷的氯代反應(yīng)如下：即叔氫原子的氯代反應(yīng)活潑性是伯氫原子的5倍。異丁烷的23所以，烷烴中氫原子的活潑性順序是：

叔氫＞仲氫＞伯氫！

自由基的穩(wěn)定性順序：3

＞2

＞1

＞CH3·所以，烷烴中氫原子的活潑性順序是：

叔氫＞仲氫＞伯氫！24(丁)反應(yīng)活性與選擇性

不同鹵素與烷烴進(jìn)行鹵化反應(yīng)的活性順序?yàn)椋和闊N的溴代反應(yīng)較氯代反應(yīng)放熱少、速率慢、選擇性高：(丁)反應(yīng)活性與選擇性不同鹵素與烷烴進(jìn)行鹵化反應(yīng)的活性順25反應(yīng)活性越大，其選擇性越差。溴原子取代活性較大的氫原子，比取代活性較小的氫原子相對(duì)容易些。不同鹵原子與不同氫原子反應(yīng)的相對(duì)速率(以伯氫為標(biāo)準(zhǔn))如下：以上的數(shù)據(jù)說(shuō)明：烷烴鹵化時(shí)，鹵原子的選擇性是I＞Br＞Cl＞F。反應(yīng)活性越大，其選擇性越差。溴原子取代活性較26本章重點(diǎn)：

①烷烴的命名；②甲烷的結(jié)構(gòu)，sp3雜化與四面體構(gòu)