有机化学第三版(胡宏纹) 烷烃课件

有机化学第三版(胡宏纹)烷烃课件目录烷烃的命名烷烃的结构烷烃的物理性质烷烃的化学性质烷烃的制备方法烷烃的应用01烷烃的命名Part习惯命名法碳原子数在1-4时，直接用天干来表示，如：甲、乙、丙、丁烷。碳原子数在5-10时，用汉字数字来表示，如：戊、己、庚、辛、壬、癸烷。碳原子数超过10时，用汉字数字加烷来表示，如：十一、十二、十三烷。系统命名法选择最长碳链作为主链，根据主链的碳原子数称为某烷。支链多时，选择一个作为主链，其余作为取代基。从靠近支链一端开始，给主链上的碳原子编号。用阿拉伯数字标明支链的位置，并在支链名称前注明取代基的名称和位置。基团的优先顺序官能团优先羧基、磺酸基、酯基、卤素原子等。取代基优先取代基的优先顺序取决于取代基的稳定性，稳定性越高的取代基优先级越高。碳原子优先碳原子数越多的支链优先级越高。02烷烃的结构Part碳原子与四个氢原子之间形成四个等长的共价单键，每个氢原子与碳原子之间形成一个共价单键。甲烷分子中碳原子采用sp3杂化轨道，形成四个等长的共价单键。甲烷是正四面体结构，碳原子位于正四面体的中心，四个氢原子分别位于正四面体的四个顶点上。甲烷的结构正丁烷的构象有椅式和船式两种。椅式构象中，碳原子之间的键角约为109°28′，而船式构象中，碳原子之间的键角约为120°。椅式构象较为稳定，因为碳原子之间的键角更接近于理想值109°28′，而船式构象则较为不稳定。正戊烷的构象有三种，其中交叉式最为稳定。烷烃的构象烷烃的同分异构体烷烃的同分异构体包括碳链异构、位置异构和立体异构。立体异构是指在相同碳链和相同位置上的氢原子之间形成的空间结构不同的同分异构体，如顺式和反式丁二烯。碳链异构是指不同长度的碳链之间形成的同分异构体，如正丁烷和异丁烷。位置异构是指相同长度的碳链中不同位置上的氢原子之间形成的同分异构体，如2-甲基丙烷和1-甲基丁烷。03烷烃的物理性质PartSTEP01STEP02STEP03沸点沸点碳原子数相同的烷烃，支链越多，沸点越低。规律应用工业上利用这一规律进行石油的分馏，得到不同沸点的烃类化合物。随着碳原子数的增加，烷烃的沸点逐渐升高。烷烃的熔点随碳原子数的增加而升高。熔点规律应用碳原子数相同的烷烃，支链越多，熔点越低。在冬季，可以利用这一规律使用乙烷、丙烷等烃类化合物作为燃料，提供热量。030201熔点随着碳原子数的增加，烷烃的密度逐渐增大。密度碳原子数相同的烷烃，支链越多，密度越小。规律在石油工业中，可以根据烷烃的密度差异进行油品的分类和分离。应用密度烷烃在水中的溶解度很小，但在有机溶剂中的溶解度较大。溶解度随着碳原子数的增加，烷烃在水中的溶解度逐渐减小。规律在有机合成中，可以利用烷烃在水中的溶解度差异进行萃取和分离操作。应用溶解度04烷烃的化学性质PartSTEP01STEP02STEP03烷烃的稳定性烷烃分子中的取代基和构型对稳定性也有影响，例如，直链烷烃比支链烷烃更稳定。烷烃的稳定性可以通过化学反应速率和反应活化能等实验数据进行验证。烷烃分子中C-C单键和C-H键的键能较大，不易断裂，因此烷烃具有较高的稳定性。烷烃可以在氧气的作用下发生氧化反应，生成相应的醇、酮、醛等化合物。氧化反应可以发生在烷烃的C-H键上，也可以发生在烷烃的C-C键上。氧化反应的产物和反应条件有关，可以通过控制反应条件来控制氧化产物的类型。烷烃的氧化反应烷烃可以与卤素发生取代反应，生成卤代烷。卤化反应是烷烃的重要反应类型之一，可以用于制备各种卤代烷。卤化反应的反应条件和卤素种类有关，例如，甲烷与氯气在光照条件下发生取代反应生成氯代甲烷。烷烃的卤化反应

烷烃的磺化反应烷烃可以与硫酸发生磺化反应，生成磺酸。磺化反应是制备磺酸的重要方法之一，可以用于制备各种磺酸。磺化反应的反应条件和硫酸用量有关，可以通过控制反应条件来控制磺化产物的类型。05烷烃的制备方法Part在铜或银催化下，乙醇被氧化成乙醛，然后还原成乙烷。乙醇的催化氧化在酸性催化剂如硫酸存在下，乙醇脱水生成乙烯，然后裂解成甲烷和乙烷。乙醇的脱水和裂解由醇制备烯烃在氢气存在下，加氢还原成烷烃。烯烃与卤代烷在酸性催化剂如硫酸存在下，发生烷基化反应生成烷烃。由烯烃制备烷基化反应加氢反应加氢反应炔烃在氢气存在下，加氢还原成烷烃。脱卤化氢反应炔烃与金属钠反应，脱去卤化氢生成烷烃。由炔烃制备06烷烃的应用Part石油石油是一种复杂的混合物，主要包含烷烃，用于交通（如汽车、飞机和船舶）和工业用途。天然气天然气是一种主要的烷烃燃料，主要用于家庭和工业加热，以及发电。煤油煤油是一种轻质烷烃混合物，用作航空和船舶燃料。作为燃料石油醚是从石油中提取的烷烃混合物，常用作工业溶剂。石油醚虽然苯不是烷烃，但一些烷烃（如甲苯）常与苯一起用作溶剂。苯作为溶剂乙烯是许多有机化学反应的起始物质，可