第一章 脂肪烃

1、有有 机机 化化 学学1.1 有机化合物有机化合物 1.1.1 概念概念碳氢化合物碳氢化合物分子中只含碳和氢两种元素的分子中只含碳和氢两种元素的化合物，又称为烃。碳氢化合化合物，又称为烃。碳氢化合物是有机化合物的母体。物是有机化合物的母体。碳氢化合物碳氢化合物的衍生物的衍生物碳氢化合物中的氢原子被其它碳氢化合物中的氢原子被其它原子或基团替代后的化合物。原子或基团替代后的化合物。有机化合物有机化合物含碳的化合物，或者碳氢化合含碳的化合物，或者碳氢化合物及其衍生物。可含物及其衍生物。可含C C、H H、O O、N N、P P、S S等元素。等元素。 不含碳的有机物：不含碳的有机物：SiH4（硅烷）

2、（硅烷） 不含氢的有机物：不含氢的有机物：CCl41. 1.2 有机化学有机化学 1. 定义定义有机化学有机化学研究有机化合物的化学，即研研究有机化合物的化学，即研究有机化合物的来源、制备、究有机化合物的来源、制备、结构、性能、应用以及有关理结构、性能、应用以及有关理论和方法的科学。论和方法的科学。为什么叫为什么叫“有机有机”化合物？化合物？ 这与人类对物质世界认识过程有关。在历史上，这与人类对物质世界认识过程有关。在历史上，最早从动植物中提取得到染料、药物和香料等，因最早从动植物中提取得到染料、药物和香料等，因此人们认为只有有生命力的动植物能合成这类化合此人们认为只有有生命力的动植物能合成这

3、类化合物，其性质又明显不同于当时已知的无机物，就称物，其性质又明显不同于当时已知的无机物，就称为为有机化合物有机化合物。尽管后来可以人工合成有机化合物，尽管后来可以人工合成有机化合物，但有机化合物的名称仍沿用至今。但有机化合物的名称仍沿用至今。2 . 有机化学发展历史有机化学发展历史 有机化学的发展大体上分如下几个阶段：有机化学的发展大体上分如下几个阶段：建立有机化合建立有机化合物结构理论物结构理论(19(19世纪世纪6060年代年代) ) 建立立体化学建立立体化学(19(19世纪世纪7070年年代代) ) 各分支学科各分支学科的形成的形成(19(19世纪以后世纪以后) )分析天然有机化合物分

4、析天然有机化合物(18(18世纪末世纪末1919世纪初世纪初) )人工合成有机物人工合成有机物(19(19世纪初世纪初) ) 利用天然有机利用天然有机化合物化合物(18(18世纪前世纪前) )分离天然有机化合物分离天然有机化合物(18(18世纪末世纪末) )有机化学及有机化学及“生命力学说生命力学说”vOld: “derived from living organisms”vNew: “chemistry of carbon compounds”vFrom inorganic to organic, Whler, 1828heatNH4+ OCN- H2NCNH2Ourea有机化学学科已经形成

5、多种分支学科有机化学学科已经形成多种分支学科3. 有机化学展望有机化学展望结构上结构上C NC SC OCFC ClC BrCIC P1 1、碳通常以共价键与其它原子相连、碳通常以共价键与其它原子相连C CC CC C2 2、自身成键能力强、自身成键能力强3 3、同分异构现象普遍存在、同分异构现象普遍存在1.2 有机化合物的特点有机化合物的特点1) 液体化合物的挥发性大。液体化合物的挥发性大。2) 固体化合物的熔点低，很少超过固体化合物的熔点低，很少超过400。3) 通常不溶于水。通常不溶于水。4) 容易燃烧，容易燃烧，CO2和和H2O是主要燃烧产物。是主要燃烧产物。5) 转化速率慢，副产物多

6、，反应物转化率和产物转化速率慢，副产物多，反应物转化率和产物的选择性很少达到的选择性很少达到100%。6) 有机化合物分子中原子间一般以共价键相连。有机化合物分子中原子间一般以共价键相连。性质上性质上有机化合物的特点有机化合物的特点 多、燃、低、难、慢多、燃、低、难、慢 种类繁多，九百多万种种类繁多，九百多万种(无机化无机化合物仅十余万种合物仅十余万种)；易燃；熔点；易燃；熔点低，一般不超过低，一般不超过300；难溶于；难溶于水；反应速度慢水；反应速度慢;且反应条件不且反应条件不同，产物也不同，伴有副反应同，产物也不同，伴有副反应1.1.3 学习有机化学的方法学习有机化学的方法 学好有机化学的

7、重要方法是：勤记忆、认真做勤记忆、认真做习题（作业）、善于归纳总结、动手做实验、遇习题（作业）、善于归纳总结、动手做实验、遇到问题及时解决到问题及时解决。 有机化学是实践性非常强的学科，除了要做有机化学实验外，还需要到化工厂参观、实践，了解工业上如何制备、利用有机化合物。建议学生在有机化学学习的不同阶段到就近的化工厂参观实践。有机化合物的结构特征有机化合物的结构特征1、 有机化合物构造式的表示方法有机化合物构造式的表示方法构造：构造：分子中原子之间相互连接的顺序分子中原子之间相互连接的顺序构造式：构造式：表示分子构造的化学式表示分子构造的化学式无机化合物：一个分子式只代表一个化合物，如：无机化

8、合物：一个分子式只代表一个化合物，如：H2SO4 只代表硫酸。只代表硫酸。 有机化合物：一个分子式可代表多个化合物，如：分有机化合物：一个分子式可代表多个化合物，如：分子式子式C2H6O 即可代表乙醇即可代表乙醇CH3CH2OH ，又可代表甲，又可代表甲醚醚CH3OCH3 。有机化合物构造式的表示方法通常有：有机化合物构造式的表示方法通常有： CCCCHHHHHHHHHHCH3CH2CH2CH3短线构造式（蛛网式）短线构造式（蛛网式）构造简式构造简式键线式键线式(CH3)2CHCCHCH2CH(CH3)2CH3 较常用的为较常用的为构造简式构造简式和和键线式。键线式。如：如：CCH2CH3CH

9、(CH3)2CH3CH2CH有机化合物中的共价键有机化合物中的共价键 共价键：共价键：分子中原子间通过电子的共用而分子中原子间通过电子的共用而 形成的化学键，称为形成的化学键，称为共价键。共价键。 杂化轨道理论杂化轨道理论：同一原子内，能量相近：同一原子内，能量相近形状不同的各原子轨道形状不同的各原子轨道( S 、P 、d )，由，由于成键时原子间的相互影响，原子轨道改于成键时原子间的相互影响，原子轨道改变原有的形状，使这些轨道混合起来，重变原有的形状，使这些轨道混合起来，重新分配能量和空间方向，组成一系列新的新分配能量和空间方向，组成一系列新的原子轨道的过程，称为原子轨道的过程，称为杂化杂化

10、。 3. 用杂化轨道法处理碳原子形成的共价键用杂化轨道法处理碳原子形成的共价键sp3杂化杂化：C的电子组态：1s2 2s2 2px1 2py12pz，其中2s2 2px1 2py1 2pz为价轨道，其中的电子为价电子。 C在形成化学键时，2s轨道与三个2p轨道杂化形成四个能级相等、形状相同的sp3杂化轨道，每个轨道中一个电子。spsp3 3杂化轨道形状杂化轨道形状杂化轨道能量处杂化轨道能量处于于2s和和2p轨道能轨道能量之间量之间 四个sp3轨道互成109.5的角，指向四面体的四个顶角。C的四个sp3轨道 氢原子沿sp3轨道的对称轴方向接近C，H的1s轨道与sp3轨道的电子云能最大限度的重叠，

11、形成四个稳定的、彼此夹角为109.5的CH 键，即为甲烷CH4分子。甲烷的甲烷的CH键键杂化与成键同时完成杂化与成键同时完成这是这是C C能形成碳链和碳环的化学键的基础能形成碳链和碳环的化学键的基础C的的sp3轨道与另一个轨道与另一个C的的sp3轨道沿着各自的对轨道沿着各自的对称轴成键，就形成称轴成键，就形成CC键：键： 因此氯甲烷的分子形状应与甲烷形状相似。同样C的sp3轨道还可以与 O、N 等原子的杂化轨道形成 CO、CN 等键。 C的sp3轨道也可以与卤原子X的 p 轨道重叠，形成CX 键：键的特点键的特点： 成键两原子可以绕键轴旋转，旋转的结果改变成键两原子可以绕键轴旋转，旋转的结果改

12、变了连在两成键原子上的原子空间排列。了连在两成键原子上的原子空间排列。 sp2杂化杂化 碳原子的 2s 轨道与二个 2p 轨道杂化，形成三个能量相等、形状相同的sp2轨道： 三个sp2轨道互成120，在一个平面上，与未杂化的2pz轨道垂直。碳的sp2和pz轨道： CC 键的形成：键的形成： 两个sp2杂化的C原子沿着各自sp2轨道轴接近形成CC的 键的同时两个2pz轨道也接近,从p轨道的侧面互相重叠，形成CC 键，即C=C重键同时形成。pzpz轨道轨道: 乙烯分子的形成：乙烯分子的形成： 剩下的sp2轨道与四个氢原子的1s轨道重叠，形成四个CH 键，即乙烯分子。 乙烯的分子结构 键的特征：键的

13、特征： 键强度小，是面对称；键强度小，是面对称； 键的对称面垂直键的对称面垂直于于 CC 和四个和四个 CH 键所在的平面；键所在的平面； 键不能键不能绕绕 CC旋转；旋转； 键易流动。键易流动。 sp杂化杂化： 碳原子的2s轨道与一个2p轨道杂化，形成两个能量相等、形状相同的sp轨道。 两个sp杂化轨道互成180，在一条直线上的两个sp轨道与未杂化的2py、2pz轨道所在的平面垂直。碳的碳的sp、2py、2pz轨道轨道 C-C三重键的形成三重键的形成： 两个sp杂化的C原子沿着各自sp轨道轴接近，形成CC 键的同时，两个2py和两个2pz轨道也互相接近，从p轨道的侧面重叠，形成两个CC 键,

14、即CC三重键同时形成。乙炔的两个键: 乙炔分子的形成： 两个sp轨道与两个H的1s轨道形成两个C-H 键,即乙炔分子形成。 在乙炔分子的CC三重键中，一个键，两个互相垂直的键， 电子形成筒状分布。乙炔三重键电子云:乙炔的键 sp3、sp2、sp轨道的比较： sp3、sp2、sp轨道的形状相似，都是轴对称。sp3、sp2、sp轨道可以自身和相互间形成 C-C 键，形成饱和的、不饱和的碳链或碳环如： sp3 sp2 sp2 sp sp 也都能与其它原子轨道形成CX、CO、CN 等 键。CCCCC甲烷、乙烯、乙炔的结构及甲烷、乙烯、乙炔的结构及sp3、sp2、sp 杂化杂化109.5.SP3杂化轨道

15、碳原子的四个SP3杂化轨道甲烷分子120.Pzsp2碳原子的SP2杂化轨道和PZ轨道乙烯分子C原子的杂化方式往往决定了化合物的空间结构原子的杂化方式往往决定了化合物的空间结构乙炔的键乙炔分子不同杂化方式中不同杂化方式中s 成分的多寡决定了不同成分的多寡决定了不同 杂化碳原子的电负性。杂化碳原子的电负性。sspsp2sp3p电负性：2、 键与键与 键的差异：键的差异： 键键 键键 成键情况成键情况 + 键头碰头，成键轨道沿轴向相互重叠键头碰头，成键轨道沿轴向相互重叠 键肩并肩，成键轨道对称轴平行从侧面重叠键肩并肩，成键轨道对称轴平行从侧面重叠 电子云的分布情况电子云的分布情况 电子云集中于两原子

16、电子云集中于两原子 电子云分布在电子云分布在 键所在平键所在平 核的连线上，呈圆柱形分布核的连线上，呈圆柱形分布 面的上下两方，呈块状分布。面的上下两方，呈块状分布。 键两原子可绕键轴键两原子可绕键轴 键两原子不能键两原子不能 自由旋转自由旋转 绕键轴自由旋转绕键轴自由旋转 键键 键键 3.共价键的断裂方式和有机反应的类型共价键的断裂方式和有机反应的类型 1).共价键的均裂和自由基反应共价键的均裂和自由基反应 2).共价键的异裂和离子型反应共价键的异裂和离子型反应A ：BA + B A ：BA+ + B- 碳架碳架：有机化合物中，碳原子互相连接成链或 环，是分子的骨架，又称碳架。杂原子杂原子：

17、有机化合物中除C、H以外的原子 如N、O、S、P等称为杂原子。2.1.1 基本概念基本概念官能团官能团：官能团是有机分子中比较活泼易发生化学反应的原子或基团，官能团对化合物的性质起着决定性作用，含有相同官能团的化合物有相似的性质。官能团的结构官能团的结构：大多数官能团是由电负性元素或电极性键组成的基团有机化合物的分类有机化合物的分类2.1.2 有机化合物分类的重要性有机化合物分类的重要性1为什么要进行分类？为什么要进行分类？ 有机化合物数目庞大，目前已有近一千万余种，每年以万计数目增长。为了便于系统地学习和研究，必须进行科学的分类。 2分类方法分类方法 随着有机化学的发展，有机化合物的分类方法

18、也在发展，有多种分类方法。通用的是按分子的碳架结构和有特征反应的官能团两种分类方法。2.1.3 按分子碳架分类按分子碳架分类1开链化合物开链化合物 化合物中碳原子连成链状，称为开链化合物开链化合物，又称为脂肪族化合物脂肪族化合物。例如：CH3CH2CH2CH3CH3(CH2)10CH2OHCH2=C-CH=CH2CH3CH3(CH2)15CH2COOH正丁烷正丁烷十二碳醇（月桂醇）十二碳醇（月桂醇）异戊二烯异戊二烯 十八碳酸（硬脂酸）十八碳酸（硬脂酸）2碳环化合物碳环化合物 1) 脂环族化合物 分子中含有碳环的化合物结构和性质与脂肪族化合物的相似，故称为脂环族化合物脂环族化合物。 例如：OHC

19、OOH环己烷环己烷环戊二烯环戊二烯环己醇环己醇环戊基甲酸环戊基甲酸环丙基环己烷环丙基环己烷 2) 芳香族化合物 化合物中含有苯环，有芳香性，故称为芳芳香族化合物香族化合物。例如：CH2OHCH(CH3)2OH苯苯苯甲醇苯甲醇异丙基苯异丙基苯-萘酚萘酚菲菲蒽蒽联苯联苯 组成环骨架的原子除C外，还有杂原子，这类化合物称为杂环化合物杂环化合物。 例如：NOCHONS吡啶吡啶呋喃甲醛（糠醛）呋喃甲醛（糠醛）喹啉喹啉噻吩噻吩3杂环化合物杂环化合物2.1.4 按官能团分类按官能团分类 按分子中含的官能团对化合物进行分类，有相同官能按分子中含的官能团对化合物进行分类，有相同官能团的化合物分为一类。如：含羧基

20、（团的化合物分为一类。如：含羧基（COOHCOOH）的为羧酸，含）的为羧酸，含氰基（氰基（ CN CN）的为腈，含氨基（）的为腈，含氨基（ NH NH2 2）的为胺）的为胺 这个表又称这个表又称官能团优先顺序表官能团优先顺序表，它的顺序要，它的顺序要记牢记牢命命名时要用到。名时要用到。 在教科书中，一般是把这两种分类方法结合，先按在教科书中，一般是把这两种分类方法结合，先按碳架分类，再按官能团分为若干系列。碳架分类，再按官能团分为若干系列。 二、按官能团分类二、按官能团分类官能团官能团：OH 、COOH 等能赋予有机等能赋予有机化合物某些特性的原子团，称为官能团；化合物某些特性的原子团，称为官

21、能团；含有相同官能团的化合物往往具有相似含有相同官能团的化合物往往具有相似的性质的性质,可归为一类；可归为一类；透彻了解各种官能团的特性，是识别有机透彻了解各种官能团的特性，是识别有机化合物和学好有机化学课程的关键。化合物和学好有机化学课程的关键。 常见官能团及其名称：常见官能团及其名称：官能团官能团结结 构构类别类别示示 例例双双 键键CC烯烯 烃烃CH2CH2叁叁 键键C C炔炔 烃烃 HC CH羟羟 基基OH醇、酚醇、酚CH3CH2OH羰羰 基基CO醛醛 、酮、酮CH3COCH3羧羧 基基COOH羧羧 酸酸CH3COOH卤卤 素素X卤代烃卤代烃CH3CH2Br氨氨 基基NH2胺胺CH3C

22、H2NH2 异构异构碳链异构碳链异构官能团异构官能团异构官能团位置异构官能团位置异构互变异构互变异构构造异构构造异构(原子的连接(原子的连接顺序和方式不同)顺序和方式不同)同分异构同分异构立体异构立体异构(原子在空间的(原子在空间的 排列方式不同) 排列方式不同)构型异构构型异构构象异构构象异构顺反异构顺反异构旋光异构旋光异构构造异构碳链异构官能团异构OOH互变异构官能团位置异构CH3CH3OHOH 开链烷烃的同分异构现象开链烷烃的同分异构现象 烷烃分子的碳链异构体数目和异构体的烷烃分子的碳链异构体数目和异构体的构造式，可用构造式，可用逐步缩短碳链法逐步缩短碳链法推导得到。推导得到。 己烷己烷

23、C6H14 的碳链异构的碳链异构 1.写出己烷的最长碳链写出己烷的最长碳链(省去了省去了 H 原子原子)： CCCCCC (1) 2.写出比写出比(1)式少一个式少一个 C 原子的碳链，原子的碳链，C C C C C C(2) C C C C CC (3) C C C C C C(4) (2)和和(4)相同相同3.写出比写出比(1)式少两个式少两个 C 原子的碳链原子的碳链C C C C C (5) C C C C C C (6) C C C C C C C (7) H3CCCH3CH3CH3CH3CHCH211111234v与一个碳原子相连的碳原子与一个碳原子相连的碳原子 1 碳（伯碳、一级

24、碳）碳（伯碳、一级碳）v与两个碳原子相连的碳原子与两个碳原子相连的碳原子 2 碳（仲碳、二级碳）碳（仲碳、二级碳）v与三个碳原子相连的碳原子与三个碳原子相连的碳原子 3 碳（叔碳、三级碳）碳（叔碳、三级碳）v与四个碳原子相连的碳原子与四个碳原子相连的碳原子 4碳（季碳、四级碳）碳（季碳、四级碳）与伯碳原子相连的氢原子与伯碳原子相连的氢原子 1o氢（伯氢、一级氢）氢（伯氢、一级氢）与仲碳原子相连的氢原子与仲碳原子相连的氢原子 2o氢（仲氢、二级氢）氢（仲氢、二级氢）与叔碳原子相连的氢原子与叔碳原子相连的氢原子 3o氢（叔氢、三级氢）氢（叔氢、三级氢）脂肪族烃类化合物脂肪族烃类化合物烃：有机化合物

25、中只含有碳氢两种元素，统烃：有机化合物中只含有碳氢两种元素，统称为碳氢化合物，简称为烃。称为碳氢化合物，简称为烃。 “烃烃”是取碳中之是取碳中之“火火”、氢中之、氢中之“ ”组合而成，代表碳氢化合物。组合而成，代表碳氢化合物。 烷烃分子中，烷烃分子中，C原子全部以原子全部以SP3 杂化杂化轨道轨道参与成键，且分子中所有化学键均为参与成键，且分子中所有化学键均为键，键，CSP3 H1SCSP3 CSP3第第2章章 饱和烃饱和烃(烷烃烷烃)2.1 烷烃的分类烷烃的分类1. 链烷烃链烷烃 分子中碳与碳原子之间连接成链的烷烃称为链烷烃链烷烃，也称开链烷烃或脂肪烷烃。 链烷烃分子通式为CnH2n+2（n

26、为整数）。 在链烷烃中，碳原子不都是连成一条链，可分支链。如丁烷 CH3CH2CH2CH3 ，异己烷 (CH3)2CHCH2CH2CH3，新己烷 (CH3)3CCH2CH3。二、烷烃的命名二、烷烃的命名 1. 普通命名法：普通命名法： 以分子中所含碳原子的数目，用以分子中所含碳原子的数目，用“天干天干”甲、乙、丙、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸和中国数字十一、十二丁、戊、己、庚、辛、壬、癸和中国数字十一、十二等命名的；而对碳链异构体则以正、异、新、伯、等命名的；而对碳链异构体则以正、异、新、伯、仲、叔、季等形容词区分；仲、叔、季等形容词区分； 普通命名法是早期对有机化合物的命名方法。普

27、通命名法是早期对有机化合物的命名方法。CH3CHCH3结构的烷烃，称为结构的烷烃，称为 “异某烷异某烷” 直链烷烃称为直链烷烃称为“正某烷正某烷” ；碳链一端带有；碳链一端带有正正戊烷戊烷CH3CH2CH2CH2CH3新新戊烷戊烷 以五个以五个C原子的烷烃为例原子的烷烃为例异异戊烷戊烷 CH3CHCH3CH2CH3CH3CCH3CH3CH3异异 2.烃基的命名烃基的命名 一个化合物从形式上去掉一个或几个一个化合物从形式上去掉一个或几个H 原子后剩余的部分称为原子后剩余的部分称为“基基” ； 一个化合物分子去掉一个一个化合物分子去掉一个H 原子后得到的原子后得到的基团为一价基；命名时称为基团为一

28、价基；命名时称为“某基某基” ，如，如 CH3 甲基（甲基（Me）Methyl； C2H5 乙基乙基（Et）ethyl； NH2 氨基氨基 一价基：一价基： 基亚基次基Univalent atoms or groups“n” 表示表示“正正” ，“i ” 表示表示“异异”(n-Pro)(i-Pro)CH3 CH CH2HHCH3 CH CH2HCH3 CH CH2HCH3CH2CH2n-C3H7正丙基正丙基(CH3)2CHi-C3H7异丙基异丙基(n-Bu)Sec-BuCH3CH2 CH CH2HHCH3CH2CH2CH2n-C4H9正丁基正丁基CH3CH2CHCH3仲丁基仲丁基(i-Bu)C

29、H3 C CH2HHCH3 异丁基异丁基CH3 CH CH2CH3 CH3 CH3 C CH3叔丁基叔丁基(t-Bu)CH2CCHHHHCH3CH CHCH2CHCH2CH2CCH3=丙烯基烯丙基异丙烯基或C6H5CH2或 C6H5CH2苯基苄基PhPhCH2 3. 衍生物命名法衍生物命名法 按照化合物由简到繁的原则，规定按照化合物由简到繁的原则，规定每类化合物每类化合物以最简单的一个化合物为母体，而将其余部分作以最简单的一个化合物为母体，而将其余部分作为取代基为取代基来命名的。来命名的。CCH3CH3CH3CH3CCH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3四甲基甲烷二甲基（正）丙基异丙基

30、甲烷烷烃以甲烷为母体。烷烃以甲烷为母体。4. IUPAC命名法（系统命名法）命名法（系统命名法）1).直链烷烃：与习惯命名法相同，称直链烷烃：与习惯命名法相同，称“某烷某烷”2).支链烷烃：看作是直链烷烃的烷基衍生物；支链烷烃：看作是直链烷烃的烷基衍生物；CH3CH2CHCHCHCH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3四个支链四个支链13254678123456正确：支链编号正确：支链编号2，3，6CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3CHCH3CH3CH3 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7不正确：支链编号不正确：支链编号2，5，63).写名称写名称a 取代基名

31、称写在母体取代基名称写在母体(某烷某烷)之前，按由小之前，按由小到大的顺序排列（到大的顺序排列（MeEt n-pro i-pro） b 用汉字用汉字“二、三、四二、三、四”标明相同取代基标明相同取代基有多少，用逗号分开不同位次，一个碳上有多少，用逗号分开不同位次，一个碳上有两个或以上相同基团，位次号应重复标有两个或以上相同基团，位次号应重复标出，出，阿拉伯数字和汉字间用短横线隔开阿拉伯数字和汉字间用短横线隔开；如：如：2,4,4-三甲基三甲基-3-乙基庚烷乙基庚烷CH3CH2CHCHCHCH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3 7 6 5 4 3 2 12 , 3 , 5_ _4三甲基丙

32、基庚烷正确：（有四个支链）CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3CHCH3CH3CH3 7 6 5 4 3 2 12,5-二甲基二甲基-4-异丙基庚烷异丙基庚烷练习：练习： 下列化合物的系统命名是否正确？如有错请改正。下列化合物的系统命名是否正确？如有错请改正。 CH3CHCH2CH3C2H5(1).(2).CH3CH2CH2CHCH2CH3CH(CH3)22_乙基丁烷3_异丙基己烷3-甲基戊烷甲基戊烷2-甲基甲基- 3 乙基己烷乙基己烷烷烃命名时烷烃命名时1-位不可能有甲基，位不可能有甲基， 2-位不可能有乙基位不可能有乙基C1H20CCsp3sp3当原子绕轴作相对旋转时，当原子绕轴作相

33、对旋转时，键不被破坏，键不被破坏，键可自由旋转键可自由旋转烷烃的烷烃的键键 2.乙烷沿乙烷沿键旋转有两种极限构象键旋转有两种极限构象 v透视式透视式:HHHHHHHHHHHH 重叠式重叠式 交叉式交叉式 v乙烷的乙烷的Newman投影式投影式HHHHHHHHHHHH 重叠式重叠式 交叉式交叉式 能量高，不稳定能量高，不稳定 能最低，稳定能最低，稳定重叠型构象中，两个原子上的原子相距较近，产生排斥力，而出现空间阻碍效应(Steric effect)。而在交叉型构象中，两个原子上原子的相距较远，不会出现空间阻碍效应的排斥力，能量较低，比较稳定。 丁烷的构象丁烷的构象 CH3CH2CH2CH3 丁烷

34、绕丁烷绕 C2C3键键 旋转的典型构象有旋转的典型构象有?种种H3CCH3CH3CH3CH3CH3HHHHHHHHHHHH全全重重叠叠式式邻邻位位交交叉叉式式部部分分重重叠叠式式能量：全重叠能量：全重叠 部分重叠部分重叠 邻位交叉邻位交叉 对位交叉对位交叉结论：对位交叉式是丁烷的优势构象（最稳定构象结论：对位交叉式是丁烷的优势构象（最稳定构象)CH3CH3CH3CH3CH3CH3HHHHHHHHHHHH对对位位交交叉叉式式部部分分重重叠叠式式邻邻位位交交叉叉式式四、烷烃的物理性质四、烷烃的物理性质v1 沸点沸点v a a 随着烷烃相对分子质量的增加随着烷烃相对分子质量的增加, , 沸点也相应增

35、高。沸点也相应增高。v b b 同数同数C C的构造异构体中，分子的支链愈多，则沸点愈低。的构造异构体中，分子的支链愈多，则沸点愈低。 v2 熔点熔点va a 烷烃熔点的变化，基本上也是随着相对分子质量的增加烷烃熔点的变化，基本上也是随着相对分子质量的增加 而增加。而增加。 vb b 偶数偶数C C的烷烃比奇数的烷烃比奇数C C的烷烃熔点高。的烷烃熔点高。 vc c 熔点是随着分子的对称性增加而升高熔点是随着分子的对称性增加而升高 v3密度（密度（Density） 烷烃比重烷烃比重1（d420） MW密度密度v4溶解度溶解度（Solubility in Water） 相似相溶原理：极性相似分子

36、互溶相似相溶原理：极性相似分子互溶 苯、醚，四氯化碳，互溶苯、醚，四氯化碳，互溶 水水中难溶中难溶五、烷烃的化学性质五、烷烃的化学性质v烷烃的结构：分子中全是烷烃的结构：分子中全是键（键（C-H，C-C）电子云交盖程度大，键能很大，碳全是电子云交盖程度大，键能很大，碳全是sp3杂化。化合物极性很弱，非常稳定。杂化。化合物极性很弱，非常稳定。v石油（烷烃），天然气（甲烷）长埋地下石油（烷烃），天然气（甲烷）长埋地下而无反应，非常稳定。而无反应，非常稳定。 v烷烃一般不与强酸、强碱、强氧化剂、烷烃一般不与强酸、强碱、强氧化剂、还原剂反应还原剂反应 烷烃只在高温、高压下或催化剂参与才烷烃只在高温、高

37、压下或催化剂参与才发生化学反应发生化学反应 1取代反应取代反应 分子中原子或基团被其他一些原子或分子中原子或基团被其他一些原子或基团取代的反应，称为取代反应。被卤基团取代的反应，称为取代反应。被卤素取代称为素取代称为卤代反应卤代反应。卤代反应（卤代反应（Halogenation rxn）v其它卤代反应其它卤代反应：F2反应太剧烈无法控反应太剧烈无法控制，而制，而I2则反应不完全则反应不完全卤代反应：C H+X2或hC X+HXX活性：H活性：。F Cl Br I3 H 2 H 1 H（2）卤代反应历程）卤代反应历程(机理机理) 自由基反应历程自由基反应历程 甲烷卤代反应实验事实：甲烷卤代反应实

38、验事实： CH4、Cl2混合物在黑暗中长期保存，不反应混合物在黑暗中长期保存，不反应 CH4经光照后与经光照后与Cl2混合，也不反应。混合，也不反应。 Cl2经光照后，迅速在黑暗中与经光照后，迅速在黑暗中与CH4混合，混合， 反应立即发生。反应立即发生。 实验事实告诉我们：实验事实告诉我们：烷烃的卤代反应是从烷烃的卤代反应是从 Cl2的光照开始的的光照开始的。 A链引发：链引发： Cl2h 2Cl（共价键均裂（共价键均裂)B链增长链增长 甲基自由基甲基自由基研究表明：研究表明：烷基自由基的中心烷基自由基的中心C原子采取原子采取SP2 杂化杂化这就是说：由这就是说：由CH4转化为转化为CH3Cl

39、的过程中，碳原的过程中，碳原子的杂化方式也发生了变化。子的杂化方式也发生了变化。 CH4ClCH3Cl2CH3ClSP3SP2SP3ClCH3+ Cl2CH3ClClCH3+HCH3HCl109.5 0120 0SP3 SP2 CH3CH3Cl + ClHClCH2Cl+ CH2Cl+Cl2CH2Cl2Cl+继续反应：继续反应：再继续反应，可生成再继续反应，可生成 CHCl3 、 CCl4 (氯甲基自由基）氯甲基自由基） C链终止：链终止： 当自由基互相反应占优势时，反应会停止当自由基互相反应占优势时，反应会停止CH3Cl+ClCl2ClCl+2CH3C2H6CH3稳定分子稳定分子( (3)

40、)卤代反应取代的位置与自由基稳定性卤代反应取代的位置与自由基稳定性 CH3CH2CH3abA丙烷两种丙烷两种H的取代的取代Ha被取代被取代Hb被取代被取代1Ha 6个（伯氢个（伯氢 2Hb 2个（仲氢）个（仲氢）伯氢伯氢Ha被取代的几率比被取代的几率比Hb要大一些（要大一些（3：1），反应），反应结果却都是仲氢结果却都是仲氢Hb易被取代（易被取代（55%）CH3CH2CH3CH3CH2CH2ClCH3CHCH325Cl2 ,hvCl45%55% 反应活性反应活性 2H1H3 ： 1B异丁烷的一元氯代异丁烷的一元氯代 CCCCH3CH3CH3CH3CH3HHCH2ClClCH3CH3CH364%

41、36%Cl2h 该活性次序由自由基稳定性决定该活性次序由自由基稳定性决定 自由基的稳定性有如下关系：自由基的稳定性有如下关系：CH3CH3CH3CH3CH3CH3CCHCH2 3 2 1自由基稳定性自由基稳定性 3 3 2 2 1 1 反应活性反应活性 3H2H1HCH3CH CH3CH3Cl CH3CCH3CH3CH3CH CH2CH3CH3CCH3CH3Cl稳定性稳定性CH3CH CH2ClCH33664更稳定，更容易生成更稳定，更容易生成3 31 1CH3CCH3CH3BrBr2h CCH3CH3CH3H 选择性选择性IBrClF ；C异丁烷的一元卤代异丁烷的一元卤代99.5 反应活性反

42、应活性 3H2H1H2.4.1 氧化反应氧化反应 OxidationA. 自动氧化自动氧化自动且缓慢发生自动且缓慢发生CRRRHCRRROOHO2B 燃烧燃烧. Inflammation CnH2n + (3n+1)/2 O2n CO2 + (n+1) H2O 完全燃烧完全燃烧2.4.2 裂解反应与异构化反应裂解反应与异构化反应裂解反应裂解反应(1) 热裂解在高温及无氧条件下发生键断裂的反应称为热裂反应。在高温及无氧条件下发生键断裂的反应称为热裂反应。CH3CH2CH2CH3AlBr3r.t. under pressureCH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3AlCl380-150oC

43、12MPaCH3CHCH3CH32.4.3 异构化异构化 Isomerization 从一个异构体转变为另一个异构体从一个异构体转变为另一个异构体在催化剂的存在下，烷烃可异构化在催化剂的存在下，烷烃可异构化直链烷烃异构化直链烷烃异构化为支链烷烃为支链烷烃工业上应用工业上应用： 将直链烷烃转化成支链烷烃，提高油品的质量。 第第三三章章 烯烃烯烃（Unsaturated Hydrocarbon）v6.1 键的结构键的结构v烯烃：（烯烃：（Alkene）分子中含有一个碳）分子中含有一个碳-碳双键碳双键 , 分子式分子式CnH2n 与环烷烃相同与环烷烃相同1乙烯的结构：乙烯的结构：H2C=CH2 ，平

44、面分子，平面分子C-C键：键：键能键能349kJ/mol，键能键能261kJ/mol v键能键能键能键能 ，C原子原子sp2杂化杂化 CHHHHC121.6o116.8oCCHHHHCCHHHH2键的特性键的特性 键键能比键键能比键键能小，易于断裂。键键能小，易于断裂。 键电子云键电子云“头碰头头碰头”交盖，交盖，键电子云键电子云“肩并肩并肩肩”交盖。交盖。键不能自由旋转，结构上有顺键不能自由旋转，结构上有顺(cis)及反（及反（trans）式。）式。CCHHHHCCHHHH6.26.3 不饱和烃的构造异构不饱和烃的构造异构 及烯烃的顺反异构及烯烃的顺反异构 1构造异构构造异构:分子中因原子连

45、接顺序及方式分子中因原子连接顺序及方式不同而产生不同而产生碳链异构，官能团异构，官能团碳链异构，官能团异构，官能团位置异构位置异构。 以以C4H8为例，其同分异构体共有五种，包括为例，其同分异构体共有五种，包括碳链异构，官能团异构，官能团位置异构几种碳链异构，官能团异构，官能团位置异构几种异构方式异构方式CH3CH3CHCHCH3CH2CHCH2CH3CH2CCH3CH31a1b234 1a和和1b是官能团位置异构；是官能团位置异构；(1a+1b)、2、3、4 是是 碳链异构；碳链异构； (1a+1b+2)与（与（3+4）是官能团异构）是官能团异构 产生顺反异构的条件：产生顺反异构的条件：HH

46、CCCH3C2H5HHCCCH3C2H5（1）限制旋转的因素：）限制旋转的因素：(烷烃没有此因素，有构象异构烷烃没有此因素，有构象异构)（2）两个双键碳上都不能连有相同的原子或基团）两个双键碳上都不能连有相同的原子或基团2烯烃的顺反异构烯烃的顺反异构(键不能自由旋转键不能自由旋转)C CRRHHC CRRHHR RH HRRHHCCHHHHHH构构型型异异构构构构象象异异构构立立体体异异构构顺顺反反异异构构(cis,trans)对对映映异异构构重重叠叠式式、交交叉叉式式顺式异构体：两个顺式异构体：两个相同原子或基团相同原子或基团在双键在双键同一侧同一侧的为顺式异构体。的为顺式异构体。反式异构体

47、：两个反式异构体：两个相同原子或基团相同原子或基团分别在分别在双键双键两侧两侧的为反式异构体。的为反式异构体。 CH3HCH3HCH3HHCH3 顺反异构不属于构造异构，属于立体异构中顺反异构不属于构造异构，属于立体异构中的构型异构，由于双键不能自由旋转而产生的构型异构，由于双键不能自由旋转而产生m.p./ -139-106b.p. / 3.70.9d0.6210.604CH3HCH3HCH3HHCH3CH3HHCH3顺反异构体物理性质不同，化学性质有微小差别顺反异构体物理性质不同，化学性质有微小差别3.3 烯烃与炔烃的命名烯烃与炔烃的命名 常见基团：常见基团：CH2=CH 乙烯基乙烯基 CH

48、C 乙炔基乙炔基CH3CH=CH 丙烯基丙烯基 CH2=CH-CH2 烯丙基烯丙基 1. IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry）命名法）命名法1.选择选择含不饱和键含不饱和键的最长碳链为主链的最长碳链为主链2.主链从主链从最靠近不饱和键一端最靠近不饱和键一端编号编号 （不能满足支链）（不能满足支链）3.命名时标明命名时标明取代基取代基和和不饱和键不饱和键的位次，如不的位次，如不饱和键在饱和键在1，2位，可不标明位，可不标明如碳原子数大于如碳原子数大于10，须用十一碳烯（炔），十，须用十一碳烯（炔），十二碳烯（炔）不能用十

49、一烯二碳烯（炔）不能用十一烯CH3CH3CH3CCH3CC123454，4-二甲基二甲基-2-戊炔戊炔CH2CCH2CH3CH2CH2CH312345 2-乙基戊烯乙基戊烯 分子中同时有碳分子中同时有碳-碳双键或碳碳双键或碳-碳三键时碳三键时 称为称为烯炔烯炔,命名时命名时 :1-丁烯-3-炔选择同时含选择同时含C=C及及CC的最长碳链作为主链的最长碳链作为主链 离不饱和键最近离不饱和键最近的一端的一端(双键或叁键双键或叁键)开始编号开始编号如如C=C及及CC处于相同位次，则首先满足处于相同位次，则首先满足C=C位次最小位次最小3-戊烯-1-炔4-乙基-1-庚烯-5-炔1234567HCCCC

50、3H7-nCCHCH2C3H7-n1234563,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔2. 顺反异构体的命名法顺反异构体的命名法1).顺反命名法顺反命名法CCCH3CH3HH顺-2-丁烯C2H5CH2CH2CH3HCCCH3?顺反命名法：两顺反命名法：两个双键个双键 C 上要上要有相同的原子或有相同的原子或基团基团2).Z-E命名命名法法 IUPAC命名法：命名法：Z(德文：德文：Zusammen)together E(德文：德文：Entgagen)Against命名原则：命名原则： 将两个双键碳原子分别所连的两个原子或将两个双键碳原子分别所连的两个原子或基团，按基团，按立体化学立体化学“次序规

51、则次序规则” 分别排出两分别排出两个双键个双键C上的上的较优基团较优基团，较优基团在双键，较优基团在双键同同侧为侧为Z式式；较优基团在双键；较优基团在双键异异侧为侧为E式式CCabcda和和c为较优基团，同侧为为较优基团，同侧为Z式式次序规则次序规则*按按与双键碳直接相连原子与双键碳直接相连原子的原子序数比较，原子序数较的原子序数比较，原子序数较大的较优：大的较优：I Br Cl S P O N C H。孤对电子小于。孤对电子小于H原子原子 H 如原子序数相同质量不同的同位素如原子序数相同质量不同的同位素：DH , 13C12C*如与双键碳原子直接相连第一个原子的原子序数相同，如与双键碳原子直

52、接相连第一个原子的原子序数相同，则比较第二个原子，依次外推直至比较出较优基团则比较第二个原子，依次外推直至比较出较优基团 -CH3-CH2CH3中心原子：中心原子： C C中心原子所连原子中心原子所连原子：（：（H,H,H）(H,H,C) 因为因为CH 所以所以-CH2CH3-CH3双键视为连接两个相同的原子，三键视为连接双键视为连接两个相同的原子，三键视为连接三个相同原子三个相同原子 -CH=CH2-CH(CH3)2中心原子：中心原子： C C中心原子所连原子：中心原子所连原子： (H,C,C) (H,C,C)C2上所连原子上所连原子 (C,H,H) (H,H,H) 因为因为CH 所以所以-

53、CH=CH2-CH(CH3)2常见烃基的次序：常见烃基的次序：CCHCCH2 -C(CH3)3 t-Bu-CH2CH3 Et-CH2CH2CH3 n-Pro-CH(CH3 )2 i-Pro-CH3 MeZ-E命名：命名： CH3H，ClCH3（E）-2-氯氯-2-丁烯（顺式）丁烯（顺式） CH3CCBrHClCH3CCCH3HClBrCH3 ClH （Z）-1-氯氯-2-溴丙烯溴丙烯 E-构型不一定为反式构型不一定为反式；Z-构型也不一定是顺式构型也不一定是顺式 3.4 不饱和烃的物理性质不饱和烃的物理性质状态状态：C2C4直链烯（炔）烃直链烯（炔）烃 Gas C5C18直链烯（炔）烃直链烯（

54、炔）烃 Liguid C19直链烯（炔）直链烯（炔）烃烃 Solid BrCl，ClH (Z)-1，2-二氯二氯-1-溴乙烯溴乙烯(反式反式) CCBrHClCl3.5 单烯烃的化学性质单烯烃的化学性质 官能团是一类物质的代表，赋予有机化官能团是一类物质的代表，赋予有机化合物特定的性质合物特定的性质 烷烃：无官能团烷烃：无官能团 烯烃：烯烃：碳碳-碳双键、碳双键、键键CCHHHHCCHHHHCCHHHH键键能键键能键键能；电子云重叠程度小，键键能；电子云重叠程度小，易断裂易断裂。键电子云受到亲电试剂进攻时键电子云受到亲电试剂进攻时易变形易变形烯烃的反应位置：烯烃的反应位置：键断裂（加成反应，氧

55、化反应，聚合反应）键断裂（加成反应，氧化反应，聚合反应）受碳受碳-碳双键的影响碳双键的影响 -氢易被取代或氧化氢易被取代或氧化 -位位:与官能团相连的第一个碳，为与官能团相连的第一个碳，为-碳；碳； -碳上的氢为碳上的氢为-氢氢CCCH121加成反应加成反应x=y： H2 ；Br2xy：H-Cl， HO-Cl，H-OH，(H-BH2)2 , H2SO4 次氯酸 硼烷CCXYXY+CC烯烃加成反应烯烃加成反应包括包括催化加氢催化加氢和和亲电加成亲电加成反应反应CCHHHH（1）催化加氢（催化氢化）催化加氢（催化氢化) Cat.(Catalyst)：Pt,Pd或或Raney Ni(雷尼镍雷尼镍)

56、还原反应还原反应, 加氢反应机理：加氢反应机理：RCHCH2catRCH2CH3H2 +HH HCH3CH3HHCH3CH3HHCH3CH3HH活泼氢原子烯烃与被吸附的氢原子接触双键同时加氢H吸附完成加氢脱离表面因此：烯烃为平面分子，从烯烃双键平面的同因此：烯烃为平面分子，从烯烃双键平面的同侧加氢，为侧加氢，为顺式加氢顺式加氢氢化热：加氢反应是放热反应，氢化热：加氢反应是放热反应， 1 mol不饱和不饱和烃催化加氢所放出的热量烃催化加氢所放出的热量称为氢化热称为氢化热C CC C+ +H H H HC Ca at t. .C CC CH HH H2 26 64 44 43 35 5( (6 6

57、1 11 1- -3 34 47 7) )2 24 41 14 4= =8 82 28 8E264435)-828-129kJ.mol 断裂生成（断裂断裂 ：1个个 1 1个个 生成：生成： 2个个 不饱和烃的不饱和烃的氢化热越大氢化热越大，说明，说明原不饱和烃分原不饱和烃分子的内能子的内能越大，该不饱和烃的相对稳定性越大，该不饱和烃的相对稳定性小小。126.6119.5115.3kJ mol-1.kJ mol-1.kJ mol-1.E126.6kJ mol-1.119.1kJ mol-1.112.4kJ mol-1.E从能图可看出：从能图可看出： (1) (1) 烯烃顺反异构体的稳定性是：烯

58、烃顺反异构体的稳定性是：反式反式 顺式顺式CH3CH3CH3CH3Van der Waals斥力大 (2) 双键碳原子双键碳原子连有烷基数目连有烷基数目,氢化热氢化热, 稳定稳定 性性。因此，烯烃的稳定性次序为：。因此，烯烃的稳定性次序为： R2CCR2 R2C CHR CCHR R HCCHR R HRHCCH2H2CCH2 相同碳原子数的烯烃相同碳原子数的烯烃 双键碳上烷基越多越稳定双键碳上烷基越多越稳定 反式比顺式稳定。反式比顺式稳定。总结总结：亲电加成：亲电加成：亲电试剂亲电试剂进攻引起的加成反应为进攻引起的加成反应为 亲电加成反应。亲电加成反应。亲电试剂：亲电试剂：带部分正电荷或缺电

59、子的试剂为带部分正电荷或缺电子的试剂为 亲电试剂，具有亲电子性质。亲电试剂，具有亲电子性质。+-HCl：part（部分）（部分）+：带部分正电荷：带部分正电荷 ，- ：带部分负电荷：带部分负电荷 （2）亲电加成反应）亲电加成反应 （Electrophilic Addition Rxn） 1)与卤化氢的加成与卤化氢的加成H XA: Br,Cl,CCCCHX+ +-ICC+H X +-CCH+ X-第一步：第一步：CCHX-CCH+X第二步：第二步：不对称的烯烃不对称的烯烃与与上述不对称试剂上述不对称试剂的加成取向的加成取向 判断主要产物：判断主要产物：马尔科夫尼克夫规则，马氏规则马尔科夫尼克夫规

60、则，马氏规则 Markovnikov规律：规律：不对称的烯烃不对称的烯烃与与不对称试剂不对称试剂加成时，加成时， 氢加到氢加到连氢较多的双键碳上连氢较多的双键碳上CH3CCH2CH3+HI(1)按(1)CH3CCH3CH3I(2)按(2)CH3CHCH2ICH3马氏加成规则的实质（理论解释）马氏加成规则的实质（理论解释）A电子效应（电子效应（electron effect）：有机分子中电子云）：有机分子中电子云的分布出现不同变化的情况的分布出现不同变化的情况RCHCH2R+-CHCH2sp3sp2诱导效应诱导效应(I效应效应) 诱导效应（诱导效应（Inductive effect）：由原子或某