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文档简介
有机化学/烷烃构象异构一、构象异构的定义由于C—C单键旋转,引起的基团之间空间相对位置的变化。二、乙烷的构象HHHHHH1.重叠式透视式纽曼投影式HHHHHHHHH600视角:从C—C键轴斜方450角视角:平行于C—C键轴二、乙烷的构象HHHHHH2.交叉式透视式纽曼投影式HHHHHHHHH600优势构象视角:从C—C键轴斜方450角视角:平行于C—C键轴3.乙烷构象的能量曲线00
6001200180024002700360012.60kJ·mol-1扭转能重叠式——扭转张力最大交叉式——无扭转张力三点说明2.C–C转动所需能量10-40kJ·mol-1,室温下分子热运动可产生能量80kJ·mol-1。3.研究构象异构主要是比较各式稳定性的差异,并找出最稳定的构象——优势构象。1.构象异构体有无数种,只研究其有代表性的几种。三、丁烷的构象HCH3HHHCH3HCH3HHHCH3ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ对位交叉式(优势构象)HHCH3HCH3HHHCH3CH3HHCH3HHHCH3HHH3CHHHCH3大基团彼此相距越远越稳定全重叠式邻位交叉式部分重叠式HCH3HHHCH3有机化学/烷烃碳原子sp3杂化和烷烃的结构一、碳原子的sp3杂化1.碳原子的结构最外层四个电子既不容易失去,也不容易获得形成四个共价键2.碳原子的sp3杂化例:CH4C:2s22p2
中心原子C采用sp3杂化,4根sp3杂化轨道间的夹角109.5°,——CH4分子的空间结构为正四面体。二、烷烃的结构1.烷烃的同分异构现象【例如】
具有相同的分子组成,而分子结构不同的现象称为同分异构现象。分子式相同,而结构式不同的化合物,互称为同分异构体,简称异构体。C4H10有2个同分异构体:C5H12的同分异构体:2.碳原子的种类伯碳原子——与1个碳直接相连——1°C,与之相连的氢为1°H。仲碳原子——与2个碳直接相连——2°C,与之相连的氢为2°H。叔碳原子——与3个碳直接相连——3°C,与之相连的氢为3°H。季碳原子——与4个碳直接相连——4°C。【例如】有机化学/烷烃烷烃的命名一、普通命名法
含1~10个碳原子的直链烷烃,用天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)表示;含10个以上碳原子的直链烷烃,用中文数字十一、十二……表示。【例如】C4H10C10H22C13H28C23H48
丁烷癸烷十三烷二十三烷常用“正、异、新”表示以下三种不同的同分异构体。【例如】正戊烷异戊烷新戊烷二、系统命名法1.烷基的命名烷烃烷基通式-CnH2n+1CnH2n+2烷基是指烷烃分子中去掉一个氢原子后所剩余的基团。【例如】2.烷烃的命名步骤1:选主链选择最长的碳链作为主链(—最长)。【例如】规则1:选主链如果有几条等长的碳链,应选含尽可能多的支链(—最多)作为主链。【例如】步骤2:编号编号应使取代基的位次最小。(—最小)【例如】步骤3:命名【例如】取代基的位置+取代基的名称+母体名称(某烷)取代基位置短线隔开取代基名称母体名称3-甲基己烷步骤3:命名命名时合并所有相同的取代基。(——最简)将较小的取代基写在前,较大的取代基写在后。常见烷基的顺序为:甲基<乙基<丙基<异丙基【例如】3,3-二甲基-5-乙基庚烷有机化学/烷烃烷烃的性质一、物理性质状态:含1~4个碳原子的烷烃为气体(常压室温)含5~17个碳原子的的烷烃为液体含18个碳原子及以上的烷烃为固体熔点、沸点:
随相对分子质量的增大而有规律地升高。
在碳原子数相同的烷烃异构体中,取代基
越多,沸点降低越多。溶解性:难溶于水,易溶于有机溶剂密度:相对密度小于1二、化学性质(一)结构特点1.碳原子之间的连接方式为开链(链烃)2.碳原子之间的成键方式为碳碳单键(σ键)3.剩余的价键全部与氢原子结合(二)化性特点
烷烃的化学性质稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂反应。但在一定条件下,如光照、加热或在催化剂的作用下,烷烃也能发生某些化学反应。在有机化学中:
氧化反应——加氧或脱氢
还原反应——加氢或脱氧烷烃在室温下不与氧
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