有机化学课件-第二章烷烃-PPT幻灯片

烷烃的分类：按照碳链骨架可分为链烷烃和环烷烃；链状烷烃的结构通式：环烷烃按环的数量可分为单环烷烃和多环烷烃。多环烷烃按连接方式又分为集合烷烃、螺环烷烃和桥环烷烃。第二章烷烃1.烷烃的概念和分类甲烷CH4乙烷C2H5丙烷C3H8含有n个碳原子的直链烷烃CnH2n+2构造异构：具有相同分子式，仅由组成分子的原子间相互连接顺序和方式不同而引起的同分异构现象，称为构造异构。单环烷烃除了和单烯烃互为构造异构外，还可因环的大小形成多种异构体。

练习题2.1正戊烷异戊烷新戊烷第二章烷烃2.构造异构&碳原子的级碳原子的级：根据烷烃分子中该碳原子与直接相连的其他碳原子个数，将碳原子划分为4级。只与一个碳原子相连的称为伯碳原子，以1°表示；与两个、三个、四个碳原子相连的依次称为仲碳原子、叔碳原子和季碳原子，分别以2°、3°、4°表示。与它们相连的氢原子分别称为伯氢（1°H）仲氢（2°H）叔氢（3°H），季碳原子没有相连接的氢。

练习题2.22.3第二章烷烃2.构造异构&碳原子的级③书写取代基——“取代基所在主碳链编号”+“－”+“取代基名称”+“某烷”3－甲基戊烷2－甲基戊烷3,3－二甲基戊烷2,4,5－三甲基－3－乙基己烷第二章烷烃3.烷烃的命名取代基之间的顺序原则：取代基按照次序规则排列，常用的取代基书写顺序为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基…含复杂支链的烷烃系统命名：

复杂支链的命名与烷烃类似，按如下步骤选择该支链的最长碳链作为主链：必须包含与主链相连碳给选定主链编号：必须以主链相连碳为起始书写方法：写在括号内，如—（1，1—二甲基丙基）；也可以用带撇的编号数字表示，如—1’,1’—二甲基丙基；

练习题2.6第二章烷烃3.烷烃的命名环烷烃的命名：单环烷烃：

根据环上碳原子的数量称环某烷；环上有简单取代基时，环按顺时针或逆时针编号后在“环某烷”前添加取代基的命名；当环上有复杂取代基时也可将环作为取代基，而碳链作为主体；螺环烷烃：

根据螺环碳原子总数称螺某烷；螺字后面加“[.]”，内写两环上碳原子数（从小到大，且不算螺原子），螺环编号从螺原子相邻的较小环碳原子开始，小环编完后再到大环。第二章烷烃3.烷烃的命名桥环烯烃：根据所有环上的碳原子总数和环数称为几环某烷；“几环”后跟“[.]”内按由大到小书写两桥头碳原子间所夹各桥碳原子数（不包括桥头碳原子）；编号从一桥头碳原子开始到另一桥头碳原子，依次沿最长桥、次长桥、最短桥编号；

练习题2.7第二章烷烃3.烷烃的命名共价键：烷烃分子中的化学键C—C和C—H键都是σ键，成键时两原子轨道重叠程度大，键较牢固，同时还可“自由旋转”。小环的不稳定性与角张力

甲烷的键角为109.5度，而环丙烷和环丁烷碳碳键角度与该角度相差较大，故环丙烷和环丁烷易发生开环反应：环的稳定性：第二章烷烃4.烷烃的结构构象：当围绕烷烃分子中C—Cσ键旋转时，分子的立体形象在不断发生变化，这种由于围绕σ键旋转所产生的分子各种立体形象称为构象。乙烷有两种典型的构象，即重叠式和交叉式

由于C—H键成键电子的相互排斥，当C—H键靠近时会产生一种张力，称为扭转张力。由于扭转张力的存在，乙烷在交叉式时分子内相互排斥的力最小，能量最低而稳定；当出于重叠式时，分子内相互排斥力大，能量高且不稳定。乙烷的重叠式和交叉式构象同时存在，但是由于交叉式能量低，出现几率较多，因此它是乙烷的优势构象或称稳定构象。第二章烷烃4.构象构象的表示方法：锯架式：纽曼投影式：第二章烷烃4.构象丁烷的构象：右图为丁烷依次从

全重叠式到

临位交叉式

到部分重叠

式到对位交叉式

到部分重叠

式到临位交

叉式，最后

回到全重叠式的过程。思考它的能量变化过程和优势构象第二章烷烃4.构象环己烷的典型构象（了解）椅式构象船式构象椅式构型中分竖直方

向的竖键（a键）和水

平方向上的横键（e键）第二章烷烃4.构象物理性质的影响因素：有机化合物的物理性质取决于分子自身结构和分子间作用力。分子间的作用力主要包括偶极—偶极吸引力、范德华力（又称色散力）和分子间氢键吸引力。偶极—偶极主要发生在极性分子间；范德华力随分子中原子数目的增加和距离的缩小而增大；氢键作用最强，但需要能形成氢键的特定原子和基团；第二章烷烃5.烷烃的物理性质物理性质沸点：含1～4碳的烷烃常温下都为气态，5～17的直链烷烃为液态。直链烷烃沸点随分子中碳原子数增加而增高，在低级烷烃中沸点随碳原子数增加明显，随着分子量增大。直链烷烃比支链烷烃沸点高，支链越多沸点越低。碳原子数与沸点变化第二章烷烃5.烷烃的物理性质熔点：直链烷烃的熔点变化与沸点变化相似，随着分子量的增加而升高，其中偶数碳原子的烷烃比奇数碳原子的升高幅度大一些。密度：烷烃是所有有机化合物中密度最小的一类，它们的密度都小于1（水）比水轻。随着分子量的增加，密度有所增加但不明显，原因是分子间吸引力增加的同时，分子体积也在增大，单位体积内的分子数依然较少。溶解度：对于溶解度有一条“极性相似者相溶”的经验规律。烷烃是非极性分子，不溶于极性很大的水。第二章烷烃5.烷烃的物理性质氧化与燃烧：

高级烷烃，如石蜡部分氧化制得高级脂肪酸，可用于生产肥皂。

烷烃在空气或氧气存在下能完全燃烧。在标准状态下一摩尔烷烃完全燃烧所放出的热量称为燃烧热△H。同分异构体燃烧时耗氧量相同，最终产物也完全一样，因此其燃烧热的差别可以反映出它们内能的高低与稳定性的大小。直链烷烃比带支链的同分异构体燃烧热大，说明其内能高，稳定性低。

练习题2.1320～30碳烷烃～130℃第二章烷烃6.烷烃的化学性质热裂解反应

烷烃在隔绝空气和高温条件下反应，分子中碳碳键断裂，生成小分子的烷烃，也可转变为烯烃和氢气等复杂混合物。

烷烃裂解主要用于生产燃料和低分子的烷烃、烯烃等化工原料，近年来烷烃热裂解已被催化裂解所替代，进一步提高了石油的利用率和汽油的质量。600℃丁烷加热至600℃反应，得甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等第二章烷烃6.烷烃的化学性质卤代反应

烷烃和卤素在光照或加热的条件下，烷烃分子中的氢原子被卤素取代，称为卤代反应。

甲烷的氯带反应较难停留在一取代阶段，氯甲烷可继续反应生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。甲烷的卤代反应的活性顺序是：氟代>氯代>溴代>碘代光照或氯甲烷一氯甲烷二氯甲烷三氯甲烷四氯甲烷第二章烷烃6.烷烃的化学性质卤代反应的机理：自由基锁链反应练习题2.14（1）第二章烷烃6.烷烃的化学性质链引发：链增长：链终止：反应过程中能量的变化：

反应物过渡态产物

甲烷的氯代反应能量变化：

第二章烷烃6.烷烃的化学性质活化能Ea能量变化反应进程卤代反应对氢原子的反应活性：

氯代2个仲氢55%6个伯氢45%

溴代2个仲氢97%6个伯氢3%

碘代

2个仲氢>99%6个伯氢<1%由不管何种卤元素取代，都是叔氢优先仲氢优先伯氢反应可知氢的活性顺序为3°H>2°H>1°H由不同卤素取代反应产物比例差异可知：

卤素对氢原子的选择性为碘>溴>氯>氟第二章烷烃6.烷烃的化学性质烷基自由基的相对稳定性：中心碳原子所连烷基越多，其自由基越稳定。这也就是氢的活性顺序为3°H>2°H>1°H的原因所在。

可理