大学有机化学课件-烷烃

第二章第一节

烷烃烃（C、H）开链烃环状烃饱和烃:烷烃不饱和烃:脂环烃:环烷烃、环烯(炔)烃芳(香)烃：烯烃炔烃二烯烃一、烷烃的通式、同系列和构造异构

通式：CnH2n+2同系列：具有一个通式，在组成上相差一个或多个CH2，且结构和性质相似的一系列化合物。系（列）差CH2同系物:同系列中的各个化合物。烷烃的构造异构：只有碳链异构（分子中各原子的不同连接次序引起）注:(广义)结构异构构造异构立体异构构型异构构象异构例：戊烷问：请你写出分子量为86的烷烃的构造异构。二、烷烃的命名1.碳原子的命名：伯碳：1°（primary）仲碳：2°（secondary）叔碳：3°（tertiary）季碳：4°（quaternary）CH3-CH2-CH-C-CH3CH3CH3CH3例2CCCCCCCH3HH2H2H2H2HCH2CH3例12.烷基的命名:

烷基:烷烃中去掉一个H后剩下的基团,用

R-表示。缩写：甲基（Me），乙基（Et），丙基（Pr）丁基（Bu）⑴甲烷Methyl⑵乙烷Ethyl⑶丙烷Propyl⑷丁烷Butyl※

要求记忆的烷基

根据烷烃分子中的碳原子总数叫做某烷。（常用于简单烷烃和烷基的命名）用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二等来表示。3.普通命名（习惯命名）正（n-），直链烷烃异（iso-），(CH3)2CH﹣新（neo-），(CH3)3C﹣例(CH3)3CCH3新戊烷(CH3)2CHCH2CH3异戊烷构造异构体：４．衍生物命名：四甲基甲烷二甲基乙基甲烷二甲基乙基异丙基甲烷例１CH3CCH3CH3CH3例２CH3CCH3CH2CH3H例３CH3CH2CCHCH3CH3CH3CH3※５.系统命名法：IUPAC⑴直链烷烃的命名与普通命名法基本相同,但不加“正”字。⑵支链烷烃的命名是以主链为母体,所连的支链做取代基。①选主链:

②编号:

③取代基:

InternationalUnionofPureandAppliedChemistry2,3,5-三甲基-4-正丙基庚烷例（1）（2）例：用系统命名法命名2，2-二甲基戊烷3-甲基-4-乙基己烷（4）2，7，9-三甲基-6-异丁基十一烷（3）2，5，6-三甲基辛烷１．甲烷的结构:三、烷烃的结构⑴

SP3,呈正四面体。⑵键角为109.5°。⑶

σ键。σ键:两个原子轨道沿键轴方向以头碰头方式重叠所构成的共价键。σ键的形状呈圆柱形沿键轴对称分布,σ键可沿键轴自由旋转。２．其他烷烃的结构：⑴SP3。⑵键角109.5°。⑶σ键。⑷锯齿状。四、烷烃的构象

1.乙烷的构象构象:由于碳碳单键的旋转,导致分子中原子或基团在

空间的不同排列方式。构象的表示方法：Newman(纽曼)锯架式

伞式

投影式乙烷的两种典型构象能量最高,最不稳定能量最低,最稳定两种构象的能量相差不大(12.1kJ·mol-1),室温时分子所具有的动能即能克服这一能垒,足以使各构象间迅速转化,成为无数个构象异构体的动态平衡混合物。室温时乙烷分子大都以最稳定的交叉式构象状态存在。乙烷不同构象的能量图2.丁烷的构象

沿着C2－C3σ键旋转时形成四种典型构象。能量:对位交叉式<邻位交叉式<部分重叠式<全重叠式

※稳定性:对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式丁烷在室温下主要以对位交叉式和邻位交叉式构象存在五、烷烃的性质

有机物的物理性质通常是指:

物态、沸点、熔点、密度、溶解度、折射率、比旋光度和光谱性质等。通过测定物理常数可以鉴定有机物和分析有机物的纯度。1.状态(常温常压下)(了解)正烷烃:C1～C4C5～C16C17以上气体液体固体（一）、烷烃的物理性质：注：C17的直链烷烃熔点是22℃※

2.沸点

(

b.p.)随分子量的增加而升高（直链烷烃）。

碳数相同的烷烃异构体中，支链越多，

b.p.越低。3.熔点(m.p.）

烷烃的熔点基本上也随碳数的增加而升高,偶数碳原子烷烃的熔点比相邻奇数碳原子的熔点高。支链越多，

m.p.越高。4.密度烷烃的相对密度也随着相对分子质量的增加而增加，比水轻

＜1g·cm﹣35.溶解性

根据“极性相似者相溶”的规律,所有烷烃均不溶于水,易溶于非极性或弱极性溶剂如乙醚、苯、CCl4。（二）、烷烃的化学性质1.氧化反应

烷烃在空气中燃烧生成CO2和H2O，并放出大量的热。3n﹢1n2n﹢1CnH2n+2

O2

CO2

H2O++用途：主要是利用热能。用途：①提高汽油（C6～C9烷烃）的产量。②制备小分子化合物的原料。

化合物在高温无氧条件下的分解反应称为热裂反应。2.热裂反应（热解反应）※3.卤代反应（1）甲烷的氯代反应CH3Cl

或光照，Cl2CH2Cl2CHCl3CCl4或光照，Cl2或光照，Cl2（2）甲烷的氯代反应机理（反应历程）注：反应只在光照及加热的情况下发生（在室温和暗处不能进行)。自由基反应历程、链反应、连锁反应事实假说验证成立甲基自由基※自由基反应包括三个阶段3甲烷氯代的能量变化过渡态理论一个反应从反应物到产物是一个连续变化的过程。要经过一个过渡态才能转变为产物。反应到达过渡态的时候，反应物中的旧键已经松弛，新键开始形成，结构介于反应物和产物之间。反应热和活化能△H/反应热：反应断键、成键能量总和，可判断反应吸热还是放热。它不能体现反应速率Ea/活化能：反应物和过渡态之间的能量差。直接影响反应的速度。过渡态越稳定，活化能越小，反应越稳定，反应速度越快。反应速度决定步骤Ea越大，反应速度越慢，在多步反应中，最难发生的反应，也就是Ea最大反应最慢的步骤，称反应速度决定步骤。

甲烷与其它卤素的反应相对反应速度

F2

＞Cl2

＞Br2

＞I2(３)其它烷烃的卤代反应取向伯氢被取代仲氢被取代例１．正丁烷的一氯代物有两种例２．异丁烷的一氯代物也有两种伯氢被取代叔氢被取代三种氢的反应活性比为※

即叔氢＞仲氢＞伯氢解释：①与C﹣H的离解能有关。伯氢410kJ·mol﹣1

仲氢395kJ·mol﹣1叔氢380kJ·mol﹣1②与自由基的稳定性有关。※

烷基自由基的稳定性次序:

R3C·>R2CH·>RCH2·>CH3·

CH3CHCH(CH3)2.aCH2CH2CH(CH3)2.bCH3CH2C(CH3)2.c2.某烷烃A，分子式为C6H14，氯代时可以得到两种一氯代产物。试推测烷烃A的结构。作业：P391(4、6），4（2、4），5，14练习：1.将下列戊