第二章飽和烴

第二章飽和烴第1頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月本章內(nèi)容提要一、烷烴的結(jié)構(gòu)、通式、同系列、碳原子類(lèi)型

二、烷烴的命名法

三、烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象四、烷烴的物理化學(xué)性質(zhì)

五、環(huán)烷烴的分類(lèi)和命名

六、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性

七、環(huán)己烷和一取代環(huán)己烷的構(gòu)象

八、環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)

第2頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

烴的分類(lèi)苯型芳香烴非苯型芳香烴烴脂肪烴芳香烴飽和烴不飽和烴脂環(huán)烴烯烴炔烴鏈烴環(huán)烴烴（Hydrocarbons)：僅由C、H兩種元素構(gòu)成的有機(jī)化合物。第3頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、烷烴的結(jié)構(gòu)、分子通式、同系列、碳原子類(lèi)型1、烷烴的結(jié)構(gòu)甲烷分子：碳原子為sp3雜化，四個(gè)C-Hσ鍵。呈正四面體構(gòu)型，鍵角109°28’。C-H鍵長(zhǎng)為110pm。

烷烴（alkane）是指分子中的碳原子以單鍵相連，其余的價(jià)鍵都與氫完全結(jié)合而成的化合物。第4頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

碳原子軌道的sp3雜化第5頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

甲烷的棒球模型和四面體構(gòu)型第6頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月乙烷的結(jié)構(gòu):乙烷（CH3-CH3）分子中的兩個(gè)碳原子各用一個(gè)sp3雜化軌道重疊形成C-Cσ鍵，鍵長(zhǎng)154pm，各碳余下的sp3雜化軌道與氫原子的1s軌道相重疊形成C-Hσ鍵。

第7頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

甲烷分子為正四面體構(gòu)型，隨著碳鏈的增長(zhǎng)，高級(jí)烷烴的碳鏈?zhǔn)卿忼X狀。第8頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月σ鍵的特點(diǎn)：成鍵原子可沿鍵軸“自由”轉(zhuǎn)動(dòng)；鍵的穩(wěn)定性高。鍵的極化度小。第9頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月烷烴的分子通式為CnH2n+2。凡是具有同一分子通式和相同結(jié)構(gòu)特征的一系列化合物稱為同系列（homologousseries）。同系列中的化合物互稱同系物（homolog）。相鄰兩同系物之間的組成差別(CH2)稱系差。2、分子通式和同系列

同系物特性同系物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，物理性質(zhì)也隨著碳鏈的增長(zhǎng)而表現(xiàn)出有規(guī)律的變化。第10頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

3、飽和碳原子的類(lèi)型

伯碳(10)：與1個(gè)其它碳原子直接相連；

仲碳(20)：與2個(gè)其它碳原子直接相連；

叔碳(30)：與3個(gè)其它碳原子直接相連；

季碳(40)：與4個(gè)其它碳原子直接相連。

4、伯、仲、叔氫原子

第11頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月二、烷烴的命名

NomenclatureofAlkanes

普通命名法

(commonnomenclature)系統(tǒng)命名(systematicnomenclature)第12頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月普通命名法僅適合簡(jiǎn)單的烷烴。它的命名方法是1-10以內(nèi)的碳原子數(shù)用天干字甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。從十一個(gè)碳原子開(kāi)始用中文數(shù)字表示。

1、普通命名法

(commonnomenclature)

直鏈烷烴，在名稱前加一個(gè)“正”（n-）字，稱為正某烷。但“正”（n-）字一般略去。如：CH3CH2CH3

丙烷

CH3(CH2)10CH3

十二烷

第13頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

methane（甲烷）

ethane

（乙烷）

propane（丙烷）

butane

（丁烷）

pentane

（戊烷）

hexane

（己烷）烷烴的英文名稱：表示碳原子數(shù)的詞頭+ane詞尾組成。heptane

（庚烷）octane

（辛烷）nonane

（壬烷）decane

（癸烷）undecane（十一烷）dodecane

（十二烷）第14頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

帶有支鏈時(shí)，可用“異”（iso-）、“新”（neo-）等字表示:含有端基，而別無(wú)其它支

鏈的烷烴，則按碳原子總數(shù)稱“異某烷”。

異丁烷

（isobutane）異戊烷

(isopentane)第15頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

含有端基，而無(wú)其它支鏈的烷烴，則稱“新某烷”。CH3CCH3CH3CH3CH3CCH3CH3CH2CH3新戊烷(neopentane)新己烷(neohexane)

第16頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、烴基的命名烴基：烴分子中去掉一個(gè)氫原子所剩下的原子團(tuán)稱為烴基。脂肪烴基：用“R-”表示。（例如：烷基)芳香烴基：用“Ar-”表示。

常見(jiàn)

的烷

烴基甲基

(Me)乙基

(Et)丙基(n-pr)異丙基(iso-pr)

第17頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月丁基

(n-Bu)仲丁基

(sec-Bu)異丁基(iso-Bu)叔丁基(tert-Bu)

第18頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月烷烴同一碳原子上去掉二個(gè)氫原子或三個(gè)氫原子后，分別稱為亞基、次基，如：

亞甲基亞乙基次甲基次乙基

第19頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月3、系統(tǒng)命名(systematicnomanclature)系統(tǒng)命名法也叫日內(nèi)瓦命名法，是1892年日內(nèi)瓦國(guó)際化學(xué)會(huì)議首次擬定的有機(jī)化合物命名原則。后經(jīng)國(guó)際純粹和應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（IUPAC）多次修訂，叫IUPAC命名法。我國(guó)根據(jù)該命名原則，并結(jié)合漢字特點(diǎn)，制定了我國(guó)的有機(jī)化合物系統(tǒng)命名法，即有機(jī)化學(xué)命名原則。第20頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

直鏈烷烴的系統(tǒng)名法與普通命名法相

似。支鏈烷烴命名要點(diǎn)是確定主鏈和

處理取代基的位置問(wèn)題，概括起來(lái)

就是三個(gè)字：“長(zhǎng)”、“多”、“低”。即

選擇最長(zhǎng)的碳鏈作為主鏈，使主鏈上

有盡可能多的取代基，取代基的位次

最低，即最低系列原則。烷烴系統(tǒng)命名法的要點(diǎn)

第21頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

例如：2，4-二甲基己烷

（最長(zhǎng)碳鏈；編號(hào)方向，從先遇到取代基的一端開(kāi)始編號(hào)；相同的取代基合并）。命名書(shū)寫(xiě)中常見(jiàn)錯(cuò)誤：

2-二甲基己烷、

2，4-甲基己烷、

2，4-2甲基己烷、2，4二甲基己烷123456654321第22頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在等距離處遇到取代基，則比較第二個(gè)取代基的位置。2，3，5-三甲基己烷

2,3,5-trimethylhexane654321123456在英文名稱中，取代基合并數(shù)一、二、三、四、五、六等數(shù)字相應(yīng)詞頭分別為mono,di,tri,tetra,penta,hexa。第23頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

有不同取代基時(shí)，按“次序規(guī)則”將取代基先后列出，較優(yōu)基團(tuán)應(yīng)后列出。英文命名時(shí)，取代基按首字母順序排列。

2-甲基-4-乙基己烷

4-ethyl-2-methylhexane主要烷基的優(yōu)先次序是：叔丁基>異丙基>異丁基>丁基>丙基>乙基>甲基。第24頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

課堂練習(xí)：P12

問(wèn)題2-3

用系統(tǒng)命名法命名下列化合物

問(wèn)題2-4

寫(xiě)烷基或結(jié)構(gòu)式

第25頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月三、烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象

同分異構(gòu)現(xiàn)象(isomerism)是指分子式相同，分子中各原子的排列次序或空間位置不同，性質(zhì)也不同而產(chǎn)生一些不同化合物的現(xiàn)象。第26頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月有機(jī)化合物的同分異構(gòu)現(xiàn)象可概括為：異構(gòu)現(xiàn)象

構(gòu)造異構(gòu)

立體異構(gòu)

碳鏈異構(gòu)

位置異構(gòu)

官能團(tuán)異構(gòu)

互變異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)對(duì)映異構(gòu)

第27頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月由于碳鏈的連接次序不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱為碳鏈異構(gòu)。

正戊烷1、烷烴的碳鏈異構(gòu)

(carbon-chainisomerism)

異戊烷

新戊烷第28頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

2、烷烴的構(gòu)象異構(gòu)

單鍵旋轉(zhuǎn)而使分子中原子或原子團(tuán)在空間產(chǎn)生不同排列的狀態(tài)稱為構(gòu)象。因構(gòu)象不同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象稱為構(gòu)象異構(gòu)。第29頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（1）乙烷的兩種極限構(gòu)象式：重疊式和交叉式

構(gòu)象的表示方法：

鋸架式(sawhorseformula)：

重疊式交叉式第30頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紐曼(Newman)投影式：

重疊式交叉式第31頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在交叉式中，兩個(gè)碳原子上的氫原子間的距離最遠(yuǎn)，相互之間的作用力最小，內(nèi)能最低，這種構(gòu)象叫優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。

第32頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在重疊式中，兩個(gè)碳上的氫原子兩兩相對(duì)，距離最近，相互作用力最大，因而內(nèi)能最高，是不穩(wěn)定的構(gòu)象。第33頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

交叉式和重疊式是乙烷的兩種極限構(gòu)象，其它構(gòu)象介于這兩種構(gòu)象之間。

第34頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）丁烷的構(gòu)象丁烷的四種極限構(gòu)象

第35頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四種極限構(gòu)象的穩(wěn)定性次序：對(duì)位交叉式>鄰位交叉式>部分重疊式>全重疊式第36頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*37有機(jī)化合物的性質(zhì)包括物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)；決定于組成元素以及其空間結(jié)構(gòu)；物理性質(zhì)在一定條件下都有固定的數(shù)值，稱為物理常數(shù)；如顏色、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、折光率、溶解度、密度、旋光率、偶極矩等；化學(xué)性質(zhì)從本質(zhì)上講就是舊鍵的斷裂和新鍵的形成，表現(xiàn)為各種不同的化學(xué)反應(yīng)，是有機(jī)合成的基礎(chǔ)。第37頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*38烷烴的物理性質(zhì)有機(jī)化合物物理性質(zhì)一般指化合物的存在狀態(tài)、顏色、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、溶解度、折光率、旋光度和光譜性質(zhì)等。除存在狀態(tài)和顏色外，它們?cè)谝欢ǖ臈l件下都有一定的數(shù)值，常把這些數(shù)值稱為物理常數(shù)。各種化合物的物理常數(shù)可從化學(xué)和物理手冊(cè)中查出來(lái)。通過(guò)物理常數(shù)的測(cè)定，可以檢驗(yàn)物質(zhì)的純度或做物質(zhì)的定性鑒定。

第38頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*39C1~C4氣體C5~16液體≥C17固體36.1℃烷烴的物理性質(zhì)

存在狀態(tài)：第39頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*40沸點(diǎn)（boilingpoint,b.p.）正烷烴的沸點(diǎn)隨碳數(shù)增多而呈規(guī)律性的升高。在同碳數(shù)的烷烴的異構(gòu)體中，支鏈越多，沸點(diǎn)就降低越多，如正戊烷、異戊烷和新戊烷的沸點(diǎn)分別為36.1℃、28℃、9.5℃。沸點(diǎn)的高低主要決定于分子間引力的大小。第40頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*41熔點(diǎn)（meltingpoint，m.p.）正烷烴的熔點(diǎn)隨碳數(shù)增多而升高，但變化不如沸點(diǎn)規(guī)則。在異構(gòu)體中，取代基對(duì)稱性較好的烷烴比直鏈烷烴高。含偶數(shù)碳原子的正烷烴熔點(diǎn)比含奇數(shù)碳的正烷烴高。因?yàn)榉悬c(diǎn)和熔點(diǎn)與分子間作用力有關(guān)。分子間作用力包括：范德華引力、偶極力和氫鍵等。烷烴是非極性分子，分子間只有范德華引力，而此引力和分子的接觸面積成正比，所以分子量越大，沸點(diǎn)越高。在異構(gòu)體中，支鏈越多，分子越趨于球形，接觸面將減少，所以沸點(diǎn)降低。熔點(diǎn)，不僅與分子間作用力有關(guān)，還與分子間能否規(guī)整緊密地堆積有關(guān)。如正戊烷的熔點(diǎn)為－130℃，異戊烷為－160℃，新戊烷為－17℃，就是因?yàn)樾挛焱榉肿右?guī)整，能緊密堆砌，分子間作用力大，熔點(diǎn)高。第41頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*42溶解度（solubility）按照極性相似者相溶的原則。烷烴易溶于非極性、或極性較小的有機(jī)溶劑中，如苯、氯仿和四氯化碳等，而難溶于水和其它強(qiáng)極性溶劑中。第42頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*43密度和折射率

烷烴是有機(jī)化合物中密度最小的一類(lèi)化合物，都小于1g/cm3。直鏈烷烴隨碳原子數(shù)的增加而逐漸緩慢增大。折射率是有機(jī)化合物純度的標(biāo)志。第43頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*44有機(jī)化合物熔點(diǎn)、沸點(diǎn)變化規(guī)律有機(jī)化合物沸點(diǎn)的變化規(guī)律，取決于有機(jī)化合物相對(duì)分子質(zhì)量的大小和官能團(tuán)的類(lèi)型；熔點(diǎn)的變化規(guī)律還與起分子的空間對(duì)稱性有關(guān)。仍然是分子間作用力的表現(xiàn)的結(jié)果第44頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*45鏈烴的規(guī)律的基礎(chǔ)鏈烴由于其分子間力主要是色散力，而色散力又與相對(duì)分子質(zhì)量有關(guān)，因此，烷烴、烯烴、炔烴等各類(lèi)同系列化合物的熔點(diǎn)沸點(diǎn)表現(xiàn)為隨相對(duì)分子質(zhì)量增加而增加的特點(diǎn)。第45頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*46鏈烴的沸點(diǎn)規(guī)律的事實(shí)常溫常壓下，C4以下的烷烴、烯烴、炔烴為氣體；C5-16的烷烴、C5-18烯烴、C5-15炔烴為液體，其他為固體；芳烴一般為液體。碳原子數(shù)目相同時(shí)，直鏈烷烴的沸點(diǎn)高于支鏈烷烴，支鏈越多，沸點(diǎn)越低。這與排列是否緊密有關(guān)。bp.36.1℃27.9℃

9.5℃

第46頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月*47鏈烴的熔點(diǎn)規(guī)律的事實(shí)規(guī)律性不如沸點(diǎn)，因?yàn)槿埸c(diǎn)還與晶體結(jié)構(gòu)的排列方式有關(guān)。偶數(shù)碳原子的烷烴分子相對(duì)奇數(shù)碳原子對(duì)稱性高，排列緊密，故熔點(diǎn)高；存在順?lè)串悩?gòu)的烯烴，一般反式異構(gòu)體熔點(diǎn)高，這也是由于反式異構(gòu)體排列的更加緊密。第47頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月四、烷烴的化學(xué)性質(zhì)

1、烷烴的鹵代反應(yīng)

取代反應(yīng)(substitutionreaction)：有機(jī)化合物中氫原子（或其它原子或原子團(tuán)）被另一原子或原子團(tuán)取代的化學(xué)反應(yīng)稱取代反應(yīng)。鹵代反應(yīng)(halogenation)即有機(jī)化合物中氫原子被鹵素取代。通常指氯代和溴代。第48頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

烷烴的鹵代反應(yīng)機(jī)理：是自由基的鏈反應(yīng)(free-radicalchainreaction)，它的歷程分三步進(jìn)行：鏈的引發(fā)、鏈的增長(zhǎng)、鏈的終止。a、鏈的引發(fā)（1）甲烷的鹵代第49頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月b、

鏈的增長(zhǎng)

H=7.5KJ/molc、鏈的終止

H=-112.9KJ/mol第50頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月其它烷烴的鹵代反應(yīng)也是游離基反應(yīng)過(guò)程。但不同的氫被鹵代的難易是不一樣的，它們的次序是（由易到難）：叔氫>仲氫>伯氫

另外，不同碳所生成的自由基穩(wěn)定性次序?yàn)椋ㄓ梢椎诫y）：

30>20>10>·CH3[討論題]1）甲烷氯代易得氯代烷的混合物，為什么？2）甲烷和氯氣同時(shí)光照，為什么不引發(fā)甲基自由基？第51頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第52頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月反應(yīng)物到過(guò)渡態(tài)，體系的能量不斷升高，過(guò)渡態(tài)時(shí)能量達(dá)到最高值，以后體系的能量迅速降低。反應(yīng)物與過(guò)渡態(tài)的能量之差稱活化能，用Ea表示。為能使反應(yīng)發(fā)生，由分子碰撞提供的最低能量，稱為活化能。

有效碰撞，活化分子活化能越小，反應(yīng)速率越快；活化能越大，反應(yīng)速率越慢。

反應(yīng)速率最慢的一步——速度控制步驟第53頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在甲烷氯代的多步反應(yīng)中,哪一步是控制反應(yīng)速率的？甲烷氯代反應(yīng)鏈增長(zhǎng)階段能量變化第54頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）其它烷烴的鹵代1oH與2oH被取代的概率為:6

2氫的相對(duì)反應(yīng)活性：

1oH:2oH=(45/6):(55/2)=1:3.81oH與3oH氫被取代的概率為:9:1氫的相對(duì)反應(yīng)活性：

1oH:3oH=(64/9):(36/1)=1:5第55頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、氧化反應(yīng)烷烴完全燃燒生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。3、熱裂反應(yīng)

化合物在高溫和無(wú)氧存在下的分解反應(yīng)。

單電子轉(zhuǎn)移用魚(yú)鉤箭頭表示。第56頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月五、環(huán)烷烴的分類(lèi)和命名

1、環(huán)烷烴的分類(lèi)按成環(huán)碳原子數(shù)分小環(huán)（三元環(huán)、四元環(huán)）常見(jiàn)環(huán)（五元環(huán)、六元環(huán)）中環(huán)（七元環(huán)至十二元環(huán)）大環(huán)（多于十二個(gè)碳原子的環(huán)）第57頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

根據(jù)飽和程度分為

環(huán)烷烴(cycloalkane)環(huán)烯烴(cycloalkene)環(huán)炔烴(cycloalkyne)按所含環(huán)的數(shù)目可分為：?jiǎn)苇h(huán)、雙環(huán)和多環(huán)烷烴。第58頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、環(huán)烷烴的命名（1）單環(huán)脂烴的命名

環(huán)烴的命名只是在相應(yīng)的烷烴或烯烴之前加環(huán)字。英文命名則加詞頭cyclo;從連接取代基的碳原子開(kāi)始編號(hào)；將取代基的位次和名稱寫(xiě)在“環(huán)”字之前。

1-甲基-2-乙基環(huán)己烷2-ethyl-1-methylcyclohexane第59頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

若環(huán)上有復(fù)雜的取代基時(shí)，可將環(huán)作為取代基來(lái)命名。1-環(huán)丁基戊烷

1-cyclobutylpentane1,2-二甲基環(huán)丙烷的順、反兩種異構(gòu)體。反-1,2-二甲基環(huán)丙烷順-1,2-二甲基環(huán)丙烷第60頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在環(huán)烯烴或環(huán)炔烴中以雙鍵或三鍵的位次最小

4-甲基環(huán)己烯4-methylcyclohexene第61頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(2)橋環(huán)烴的命名**

兩個(gè)碳環(huán)共用兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子的稱橋環(huán)烴。環(huán)與環(huán)相連的兩個(gè)碳原子叫“橋頭”。①以“二環(huán)”作詞頭，按成環(huán)碳原子總數(shù)稱為“某烷”；②兩環(huán)連接處的碳原子作為橋頭碳原子，其它碳原子作為橋碳原子，各橋的碳原子數(shù)由大到小分別用數(shù)字表示，并用下角圓點(diǎn)分開(kāi)，放在方括號(hào)中，并將方括號(hào)放在“二環(huán)”與“某烷”之間；第62頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月③環(huán)上的編號(hào)是從一個(gè)橋頭碳原子開(kāi)始，沿最長(zhǎng)的橋到另一個(gè)橋頭碳原子，再沿次長(zhǎng)的橋編回到開(kāi)始的橋頭碳原子，最短橋上的碳原子最后編號(hào)；④環(huán)上連有支鏈時(shí)，支鏈作為取代基，其所在的位次即是環(huán)上碳原子的位次號(hào)，將取代基的位次和名稱放在“二環(huán)”之前即可。第63頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2-甲基-6-乙基二環(huán)[3.1.0]己烷1-甲基-2-異丙基二環(huán)[2.2.2]辛烷5-甲基二環(huán)[2.1.1]己烷第64頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月(3)螺環(huán)烷烴的命名(以二環(huán)為例)

**①

兩個(gè)碳環(huán)共有的碳原子稱為螺原子，以“螺”作為詞頭；②

按成環(huán)總碳原子數(shù)稱為（某烷）；③用方括號(hào)中的阿拉伯?dāng)?shù)字按從小到大的順序，分別標(biāo)明兩個(gè)碳環(huán)除螺原子以外所包含的碳原子數(shù)目，數(shù)字用下角圓點(diǎn)分開(kāi)；第65頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月④環(huán)上編號(hào)的順序是由較小環(huán)中與螺原子相鄰的碳原子開(kāi)始，沿小環(huán)編號(hào)，通過(guò)螺原子而到較大的環(huán)；⑤環(huán)上連有支鏈時(shí)，支鏈作為取代基，其所在位次即是環(huán)上碳原子的位次號(hào)，將取代基的位次和名稱放在“螺”字之前。第66頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月7-甲基螺[4.5]癸烷螺[5.5]十一烷1-乙基螺[2.5]辛烷注意：橋環(huán)烴和螺環(huán)烴在編號(hào)上的不同。第67頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月六、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性

烷烴分子中，碳原子是以SP3—SP3雜化軌道沿著軌道對(duì)稱軸相互重疊形成σ鍵，重疊程度好，與其它原子所形成的夾角是109.5o。

環(huán)烷烴分子中，碳原子也是以SP3雜化軌道成鍵的，但成環(huán)碳原子所形成的鍵角不一定是109.5o，環(huán)的大小不同，鍵角也不一樣。

第68頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、環(huán)烷烴的穩(wěn)定性及其解釋?zhuān)?）拜爾（Baeyer）張力學(xué)說(shuō)

為解釋三元和四元環(huán)不穩(wěn)定,而五元和六元環(huán)穩(wěn)定的原因,提出了張力學(xué)說(shuō),它的基本點(diǎn)是：（a）按照碳原子的正四面體模型，碳碳鍵之間的夾角為109°28’

。（b）假設(shè)碳原子成環(huán)后，原子都處于一個(gè)平面上。第69頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月鍵角的偏轉(zhuǎn)使分子內(nèi)產(chǎn)生了角張力，偏轉(zhuǎn)角度越大，張力越大分子越不穩(wěn)定。第70頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月環(huán)丙烷—三角形,鍵間夾角為60°，鍵向內(nèi)偏轉(zhuǎn)24°44’。環(huán)丁烷—四邊形,鍵間夾角為90°，鍵向內(nèi)轉(zhuǎn)9°44’。

環(huán)戊烷—五邊形,鍵間夾角108°，接近109°28’。第71頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月結(jié)論：

三、四元環(huán)為張力環(huán)，而五、六元環(huán)為無(wú)張力環(huán)，故三、四元環(huán)不穩(wěn)定，而五、六元環(huán)穩(wěn)定。張力學(xué)說(shuō)雖然能成功解釋一些現(xiàn)象。但它假設(shè)成環(huán)的原子都在同一平面與事實(shí)不符，因此存在局限性。實(shí)際上環(huán)烷烴除環(huán)丙烷以外，其余的環(huán)碳原子都不在同一平面上。第72頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月（2）現(xiàn)代理論解釋

開(kāi)鏈或大環(huán)化合物中軌道達(dá)到最大重疊環(huán)丙烷分子中軌道部分重疊第73頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在所有的環(huán)烷烴分子中,碳原子都是sp３雜化,鍵角都接近109°28’；

在環(huán)丙烷分子中,成鍵的電子云并不沿軸向重疊,而是形成了一種彎曲鍵,稱香蕉鍵。由于幾何形狀上的限制,鍵角與軌道的正常夾角有偏差,造成重疊程度小,鍵能下降,產(chǎn)生角張力；

四元以上的脂環(huán)烴的碳原子皆不在同一平面上,成鍵電子云重疊程度大,環(huán)較穩(wěn)定。第74頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月從環(huán)丁烷開(kāi)始，組成環(huán)的碳原子均不在同一平面上。環(huán)丁烷是蝴蝶型結(jié)構(gòu)，環(huán)戊烷存在兩種不同的結(jié)構(gòu)——信封型和扭曲型。

蝴蝶型信封型扭曲型從燃燒熱的數(shù)據(jù)看出，環(huán)越小，每一個(gè)亞甲基單元的燃燒熱越大，說(shuō)明環(huán)越小，能量越高，越不穩(wěn)定。因此，三元環(huán)、四元環(huán)的環(huán)烷烴不穩(wěn)定，容易開(kāi)環(huán)，進(jìn)行加成反應(yīng)，具有與不飽和烴相似的性質(zhì)。第75頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月綜合各方面的因素,環(huán)的穩(wěn)定性可歸納如下①三元環(huán)最不穩(wěn)定,四元環(huán)次之。②在十元環(huán)以內(nèi),六元環(huán)最穩(wěn)定。③七元環(huán)以上的環(huán)也是穩(wěn)定的(這一點(diǎn)不符合張力學(xué)說(shuō),這是由于張力學(xué)說(shuō)本身是一種假設(shè)所致)。第76頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月七、環(huán)己烷和一取代環(huán)己烷的構(gòu)象

構(gòu)象:一個(gè)已知構(gòu)型的分子，僅由于單鍵的旋轉(zhuǎn)而引起分子中的原子或基團(tuán)在空間的特定排列形式稱為構(gòu)象。構(gòu)象異構(gòu)體:單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)會(huì)產(chǎn)生無(wú)數(shù)個(gè)構(gòu)象，這些構(gòu)象互為構(gòu)象異構(gòu)體（或稱旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體）。第77頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月1、椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象透視式

紐曼投影式

椅式船式Chairformboatform第78頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

在椅式構(gòu)象中，所有相鄰的氫都處于交叉式構(gòu)象，再加上環(huán)的對(duì)角上的氫原子距離最大，這些因素都使得環(huán)己烷的椅式構(gòu)象具有較高的穩(wěn)定性。

椅式

第79頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

而在船式構(gòu)象中C２－C３、C５－C６之間的氫處于重疊式狀態(tài)，產(chǎn)生的相斥力較大。因此船式不如椅式穩(wěn)定。分析結(jié)果表明，環(huán)己烷船式的內(nèi)能要比椅式高29.7kJ/mol。

椅式船式第80頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月

環(huán)己烷構(gòu)象轉(zhuǎn)換的勢(shì)能圖

勢(shì)能/kJ·mol－1第81頁(yè)，課件共96頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月2、豎鍵和橫鍵

在12個(gè)碳?xì)滏I中，有6個(gè)鍵與對(duì)稱軸平行，叫直立