有机化学第二章饱和烃3

2023/5/221第二章饱和烃

教材:汪小兰主编高等教育出版社有机化学OrganicChemistry2023/5/222作业（P27）2、3、4（a、c、e、g）、9、16补充题：1、汽油的主要成分是什么？汽油编号是怎样确定的？2、简单叙述可燃冰的组成和结构。2023/5/223内容提要§烷烃的同系列和同分异构现象§烷烃的命名§烷烃的结构§烷烃的性质2023/5/224教学要求掌握烷烃的同分异构现象及命名方法、次序规则；掌握烷烃的结构及杂化轨道理论；掌握烷烃的取代反应、不同氢的活泼性、自由基的稳定性；了解烷烃构象异构、取代反应机理、氧化反应、异构化反应、裂化反应以及其来源及用途。

在组成上仅含有碳与氢两元素的化合物叫碳氢化合物也称为烃。

第二章饱和烃

根据烃分子中碳原子间连接方式可分为：烃开链烃（脂肪烃）饱和烃烯烃炔烃脂环烃芳香烃环状烃烷烃不饱和烃2023/5/2252023/5/226

同系列和同分异构一、同系列烷烃通式：CnH2n+2

结构相似而组成上相邻的两个烷烃的组成都是相差CH2。CH2叫做同系列差。H–C–HH–C–C–HH–C–C–C–HH–C–C–C–C–HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH甲烷乙烷丙烷丁烷CH4C2H6C3H8C4H10

具有同一个通式，组成上相差只是CH2或其整数倍的一系列化合物叫做同系列。2023/5/2272023/5/228同系物具有相似的化学性质，其物理性质（例如沸点、熔点、相对密度、溶解度等）一般是随着相对分子质量的改变而呈现规律性的变化。二、同分异构现象

分子式相同的不同化合物叫做同分异构体（简称异构体）。这种现象叫做同分异构现象。丁烷（正丁烷，n-butane)2-甲基丙烷(异丁烷，isobutane)2023/5/2292023/5/22102023/5/2211戊烷（正戊烷，n-pentane）2-甲基丁烷（异戊烷，isopentane）2,2-二甲基丙烷（新戊烷，neopentane）

伯、仲、叔氢原子如：CH3—C—CH2—CH—CH3

CH3CH3CH3连有四个碳原子的称为季碳原子，以4°表示（四级碳原子）。连有一个碳原子的称为伯碳原子，以1°表示（一级碳原子）；连有二个碳原子的称为仲碳原子，以2°表示（二级碳原子）；连有三个碳原子的称为叔碳原子，以3°表示（三级碳原子）；1°1°1°1°1°2°3°4°三、伯、仲、叔和季碳原子2023/5/22122023/5/2213

命名2023/5/2214烷基烷烃分子中去掉一个氢原子后，剩下的原子团叫烷基。烷基是一价基，通式为CnH2n+1，常用R-代表烷基。

烷基的名称由相应的烷烃而得。2023/5/2215缩写符号名称构造式缩写符号名称构造式CH3-CH-CH3CH3-CH2-CH-CH3-CH-CH2CH3CH3-C-CH3CH3CH3-CH3-CH2CH3-CH2CH2CH3-CH2(CH2)2CH3甲基乙基正丙基异丙基正丁基异丁基-CH2CH2CHCH3CH3-CH2-C-CH3CH3CH3-C-CH2CH3CH3CH3仲丁基叔丁基叔戊基新戊基异戊基MeEtn-Pri-Prn-Bui-Bus-But-Bui-Pentt-Pentneo-Pent常见的烷基名称如：C6H14C8H18C12H26己烷辛烷十二珍烷区别亿异构俱体用“正”、“异”、“新”。将直辆链烷幸烃——叫“正”一、岗普通灿命名畅法用甲、读乙、谊丙、火丁、拔戊、膊己、智庚、仁辛、效壬、球癸分别秘表示岭十以唐下的派碳原段子数跳目，谣十个航以上颂的碳浴原子榨用十一孕、十吓二、敏十三等数语目字绳表示渣。20丹23薪/5演/1阔81620营23边/5锐/1钟817正戊捐烷，n-蒸pe嗓nt朗an偿e异戊姓烷，is幻玉op熊en怒ta洒ne新戊冻烷，ne丽op廉en狼ta仔ne20颤23款/5肿/1纤818异庚杏烷？？直链罩烷烃（或兆母体臂）与哲普通颈命名落法相功同，叨但不扬用“布正”阿字。选取旺主链——选择最长的碳存链为主链。支偿链当女作取浊代基降。

CH3-CH2-CH2-CH-CH3CH2-CH3216543编号——从靠刻近支链亩的一丈端开始彼，编摩号时迷应尽阁可能嘉使取局代基单具有最低毁编号。二、泥系统欠命名杯法20商23泄/5滋/1施819CH3-CHCH2CH-CH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH2CHCH2CH-CH2CH2CH3CH3CH2CH3216783451嗽2甜3锁4皇5阳6勒7陪83-促甲基做己烷（看作阵是己烷雁的衍劣生物）1叶2摆3册4闷5雁6如：CH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3CH3取代基位置位置阔与名姻称用刃短线昏连接母体名称取代举基名盆称20箱23晃/5进/1佣82020回23援/5蹄/1暖821“先小沉后大秒，同推基合嫁并”——有不瘦同取夏代基亏时，扭把小取态代基名称蕉写在前漏面，大取鸣代基写在后料面。相同扔取代体基合伍并起基来，取代熟基数旁目用二、昌三、……等表洽示。CH3-CH—C-CH2-CH2-CH3CH3

CH2CH3CH32,础3蔑-二禾甲基妇-3裤-乙米基己榆烷1终2建3装4童5犁6丙基任和异隐丙基蜜哪个逃放在跨前面证？次序挪规则倒的主规要内凭容将取蔬代基洋与母丛体相油连的狱原子渴按原准子序乡丰数大阶小排炭列。破原子绞序数倘大的秃为较誓优基毅团。I味>B泄r宵>C省l践>S洽>踢P散>F罢>船O索>N秧>禁C>棋H同位仙素中支质量派高的妨为较杂优基吊团。D鞭>H如果剩原子私团的聚第一上个原锐子相漠同，挑则比怠较与叠它相谷连的亭其它巩原子汗（第沾二个殿原子乎）的恳原子喝序数宰大小周，椅其它闲依此吊类推瞎。含有嘱双键青或叁度键的隶原子锡团，腐可以传认为够连有尤二个谅或三希个相融同的朴原子晨。烃基民大小收的次假序：甲基＜乙基＜丙基＜丁基＜戊基＜己基＜异戊寒基＜异丁海基＜异丙征基20役23绿/5守/1浊82220妥23包/5使/1响823命名技时较洽优基辅团排烦在后掀面CH3-CH—C-CH2-CH2-CH3CH3

CH2CH3CH31鱼2殖3心4极5弱62,泊3砖-二甲基齐-3川-乙竞基己烷第二首顺序炸连接延的是H、H、H。甲基乙基第二昂顺序夜连接释的是C、H、H。与母销体相怠连的妙第一田个原尚子是匀碳与母沫体相券连的峰第一知个原裳子是玻碳20醋23草/5无/1众8241、C桂H阴H1、C幕C卫H正丙恭基<异丙犯基1、C何H炎H2、C视H禾H2、C基H报H2、C粘C坟H1、C悼H抖H3、H考H括H3、C汤C喜H异戊岸基异丁恳基20吧23怜/5芝/1输8251、C枣H教H2、C宣H晋H1、C磁H茧H2、C兔H纹H正己凑基<异戊庆基3、C议H炒H3、C枯C梯H甲基＜乙基＜丙基＜丁基＜戊基＜己基＜异戊唐基＜异丁均基＜异丙宪基当有础几种仅可能虎的编殿号方养向时躺，应豪当选昨定使恰取代业基具岁有“最低主系列”的那饲种编咽号（启即顺怀次逐扁项比偏较各销系列箭的不巡寿同位锹次，最先喷遇到佳位次若最小者定祖为最低色系列）。CH3-CH—CH-CH2-CH2-C-CH3CH3CH3CH3CH3从左梁到右虎：2，3，6愧，6从右堤到左猾：2讯，2丙，5许，61膏2效3兼4俩5监6眠77筛6嫩5位4绿3革2逮120讯23徒/5眯/1当82620浊23县/5济/1牌827两端翁一样围长时，售从小取怖代基一端诊开始短编号舒。CH3CHCH2CH2CH2CH2CH—CHCH2CH3CH3

CH3CH3CH3CH2CHCH2CHCH2CH3CH3CH2CH31象2崖3朝4华5互6零71趋2臂3戒4破5腰6习7荷8捆9俘1饶02,陪7五,攀8腿-三甲基癸烷（不叫紧3,姻4,晃9-三甲基癸烷）3-甲基阔-5饲-乙炎基庚烷两端待不一饶样长时，讽以位跃次最伞低为弟原则缺。876543215-甲基义-3-乙孔基辛即烷有多嘱种等长的最长敲碳链可供秋选择艘时，估应选糠择取吐代基最多时的碳晚链为主链。CH3-CH2-CH—CH-CH2-CH3CH3

CH—CH3

CH3—CHCH3CH3CH2CH2-CH—CH-CH-CH3CH3

CHCH3CH3CH3CH243215673214562,便5幸-二订甲基跑-3戚,4反-二绩乙基遮己烷2,木3湿,格5-婆三甲匹基-塘4-纳丙基镜庚烷1、22、33、34、41、32、23、420政23坡/5龟/1缺828在支填链上姻还带龙有取代疯基的烷灰烃，白用带撇的数字标明圾取代伐基在跃支链穴中的恰位次衔或者前把带企有取淘代基列的支军链名料称放雄在括号里。1劫2挡3喝4海5畏6值7巨8啦9奸101´浩2盲´届3´2-甲基-5遭-1´,1´-二甲则基丙沙基癸肥烷2-甲基-5（1,员1-二甲职基丙野基）毛癸烷20亡23矛/5脂/1幅82920迅23汇/5咸/1详830烷烃昏的结柿构一、歼碳原患子的SP3杂化靠轨道亩、σ键1.碳原御子的sp3杂化铃轨道碳原奸子在趋基态绣时电膨子构建型：1S22S22p220借23匪/5享/1嘱831键角快：10歪9.浙5°SP3杂化轨道含1/4S

轨道3/4

P

轨道1个SP3杂化轨道形状4个SP3杂化轨道20马23槐/5无/1辅8322、甲烷行的分松子模达型甲烷的立体构造式（透视式）虚（练楔）纪线—汤—表矛示伸著向纸缓平面巷后方实线候——简表示缝在纸溉平面带前上实（络楔）津线—调—表孕示伸码向纸否平面猛前方20睡23回/5浆/1兔83320业23苗/5葛/1锄834

——凡是成键电子云对键轴呈圆柱形对称的键均称为键(头碰头的重叠方式)。以键相连的两个原子可以相对旋转而不影响电子云的分布。键甲烷千的四返个C-茫H键20愚23泰/5府/1帮835二、飘烷烃炮的构红象构象——围绕劫碳碳σ键旋转款而使医分子兰中原料子或雁基团仓在空间的不同吧排列由方式。以乙庸烷为佩例理战解构象瓣的含园义20尾23伏/5页/1模83620吓23长/5唯/1灶83737纽曼泛投影栗式重叠扶式构虽象脂交燥叉式底构象乙烷的构象透视榜式20防23鬼/5碑/1若83838乙烷忌分子办各种似构象葵的能暴量曲裳线12.6kJ/mol重叠式重叠式交叉式交叉式交叉式优势构象20志23纸/5可/1搏839正丁主烷的销构象①嫂四职种重壶要的焰构象构象说的稳渗定性凭比较对位凭交叉尖式俯〉邻践位交炊叉式浙〉慌部分愚重叠抹式〉疫全重婚叠式20拨23沫/5古/1价840烷烃燥的性耍质烷烃兽是无忘色物耕质，氧具有跪一定华的气狮味。佳直链椅烷烃地的物总理性俘质，扔例如畏熔点宁、沸戚点、限相对精密度贱等，摄随着猫分子炊中碳街原子却数（顿或相拍对分络子质循量）腹的增虑大，洪而呈邻规律闭性的裹变化江。一、慌物理霉性质1.物理绩状态C1~C4——气态C5~C16——液态C17以上——固态20片23晋/5杯/1奴84120用23若/5崇/1往84242直链怖烷烃—随着神烷烃肯相对超分子税量的范增加逝，分驳子间正的作册用力伟也增逮加，狱其沸嗓点也睛相应擦增高瓣。2、沸叨点20骡23广/5洽/1碎84343支链指烷烃同数恩碳原澡子的构乒造异攻构体室中——支链愉增多迎，则毒分子钳趋向代球形素，使面分子号不能犹像正慢烷烃杠那样爸接近糊，分废子间甘作用面力也像就减浆弱，踩所以拼在较街低的板温度填下，浆就可想以克冬服分啊子间汗引力鞋而沸皂腾。同数宋碳原磁子的陶构造周异构牧体中梦，分岸子的融支链尤越多塞，则丈沸点售越低。例如眼：正丁昨烷的付沸点育：-旅0花.5饿℃异丁虹烷的卵沸点名：-帝1律1.鸟7℃20塌23杂/5摩/1惹844基本望上随蛛分子单量的佣增加束而增挨加。3、熔胳点直链兆烷烃杂的熔饥点与采分子堂中所侨含碳圈原子习数目径的关篮系奇数院和偶豪数碳分子梳的对称各性增加夹，它狼们在吵晶格猴中的爪排列构越紧跑密，赶熔点历也越伪高。20改23耕/5应/1旗845戊烷执（正士戊烷境，n-厘pe尼nt衡an用e）2-甲基拣丁烷际（异磨戊烷荒，is寨op骑en榜ta竟ne）2,肃2-二甲桐基丙廊烷（劲新戊眯烷，ne坊op胀en奴ta融ne）mp妄.-1织29懂.8中℃-1勒59纪.9培℃-1密6.炭8瞒℃。20光23露/5瘦/1腹84646烷烃好比水富轻，壤相对裙密度阿小于1，随捧着相量对分扶子量财的增饰加而酿逐渐禁增大欧。作用符力随押着分僻子质奖量的握增加够而增炎加，逢使分淋子间茫的距乳离相应对地钓减少序的缘尸故。4、相散对密昆度烷烃融几乎慢不溶苗于水园，但黎易溶识于有造机溶僵剂。结构羊相似狭或极眯性大熟小相刷近的拳化合叮物可苍以彼衰此互刚溶，街这就攻是“相似创相溶”的经沾验溶确解规鹅律。5、水译溶性20虑23联/5喷/1剥847在光、高温或催化玻剂的影榜响下枪也可窄以发龟生某腥些反宁应。二、茂化学袍性质在常涛温下戴烷烃庆的化兆学性罢质很不蜓活泼，与强啄酸、碎强碱狠、强泰氧化廉剂和备还原仆剂等苍都不弹起作堆用。（C-期C键能稀为3游45刑.6KJ变/m拾ol；C-给H键能仔为41兄5.冰3K浆J/量mo勇l）●C-庄C及C-决H垫σ键较俘牢固●烷烃英为非极巧性分岗子，一竞般条瓣件下士试剂梅不易墓进攻础。20谊23旅/5羞/1羞84820算23触/5邻/1件849烷烃音的化教学反凑应氧化异构厦化裂化取代悬（重胆点）1、卤法代反原应烷烃弯分子呀中的氢原架子被卤素所取衣代的炸反应屋称为卤代润反应。烷烃靠与卤犬素在析室温奔和黑浩暗中艇并不时发生伯反应鹊，但盈在强烈姑日光照射映下，尽则发驻生猛烈珠反应。CH4+2Cl24HCl↑+C强日光20芬23帖/5谁/1始85020劝23驰/5倦/1趟851在漫射呼光、加热或某栽些催化叛剂作用互下，蛛能够量进行挣可以控制汤的卤纠代反防应。一氯甲烷CH4+Cl2CH3Cl+HClhν或250℃二氯甲烷CH3Cl+Cl2CH2Cl2+HClhν或250℃三氯甲烷CH2Cl2+Cl2CHCl3+HClhν或250℃四氯化碳CHCl3+Cl2CCl4+HClhν或250℃还会混有乙烷等碳数更多的烷烃及其取代物反应苏物转变但为产物所经课过的途径或过程叫做反应镰历程或反应道机理。游离修基反按应历宝程共价源键断少裂的君方式游离辽基反绩应离子扑型反迎应20售23瞧/5叠/1到8521）夹链的栗引发2）叙链的喇增长叨（传蜻递）Cl:Cl2Cl·△H=242.5kJ/molhνCl·+CH4HCl+·CH3·CH3+Cl2CH3Cl+

Cl·Cl·+

CH3ClHCl+·CH2Cl……港.进而纯生成CH倒Cl3、CC避l4等·CH2Cl+Cl2CH2Cl2+

Cl·Cl·+

CH2Cl2HCl+·CHCl2甲烷月的卤摩代反拌应历销程20晓23勤/5达/1末85320绝23迹/5齐/1晒8543）薄链的辟终止Cl·+

Cl·Cl2

·CH3+

Cl·CH3Cl

·CH3+·CH3CH3-CH3·CH2Cl+·CH2ClClCH2CH2ClCl狂··惨CH2-C逆H320赔23符/5次/1喘855丙烷邪中，员伯氢钉∶仲储氢=熟6∶坐2。那么盏正丙巩基氯黎应为刷异丙扫基氯孔的三部倍。20现23飞/5尽/1重856设伯席氢的葵活泼验性是1，仲甩氢的健活泼对性x，则候有：即仲划氢的坝氯代伯反应毕活性艇是伯级氢的4倍。20过23守/5膜/1苦857即叔表氢原颈子的帅氯代姻反应外活泼护性是固伯氢搭原子局的5倍。异丁碎烷的摊氯代独反应缠如下严：为什盲么？20恼23程/5裕/1午858伯、避仲、战叔氢鄙的活脂性不溜同，贡与C-票H键的菌解离性能有统关。脆键的笛解离输能越垃小，惹其均望裂时廉吸收起的能树量越无少，觉因此黎也就乱容易饮被取夜代。形成板自由卖基所笨需能竟量：CH3·＞1＞2＞3自由沾基20碗23添/5苗/1捐859自由砖基稳搂定性封：叔自齐由基>仲自烘由基>伯自解由基>甲基填自由蛇基

3°＞

2°＞

1°＞

CH3·R·R·R·

>>>

CH3CH3CH3CH3CCH3CH3CHCH3CH2.CH2...20秆23造/5西/1严8602、稠氧化肚反应1）您完全惭氧化锁反应20拦23母/5甚/1纯8612）佛部分捐氧化拌反应C10～C20的脂检肪酸喂可代燥替天语然油雨脂制泊肥皂创。(重要灾的化活工原昼料)20塞23览/5委/1虫862利用呜烷烃持的部止分氧远化反败应制投备化揭工产骡品，袄原料番便宜自、易泄得，缺但产渠物选虏择性功差，碧副产嫁物多吨，分辜离提四纯困好难。环己惩醇和磨环己丹酮是傲制造势己二幸酸的嫂原料室。20黑23症/5饲/1俯863异构油化反席应——反应留物转予变成崭它的尖异构挺体的蚂反应系。提高凳汽油穿质量3、娇异构坚化反旁应20帆23堤/5揪/1疯864隔绝O2，升唐温，琴使C—哭C、C—锤H断裂糊。4、挤裂化维反应20粥23悬/5饼/1随865①杏热裂梯化：5.滋0M域Pa值,5宗00～70胶0℃；②松催化丝式裂化届：45圈0～50省0℃，常贤压，谁硅酸够铝催旺化，碌除断C—贱C键外户还有闯异构碌化、颗环化叨、脱樱氢等橡反应猜，生猎成带娃有支致链的奖烷、声烯、膊芳烃避；③莫深度委裂化米：温度涝高于70亮0℃，又奋称为陷裂解皂反应刮。根据陈反应杜条件动的不尘同，嚷可将异裂化转反应锤分为广三种披：本章困小结基本蔑概念骨：构妖象、司杂化剂、