大学有机化学第二章饱和烃

第二章饱和烃

ChainHydrocarbons重点：烷烃和环烷烃的命名;烷烃的碳链异构、伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子；乙烷与正丁烷的构象（定义、稳定性、透视式、纽曼投影式）；环己烷及其衍生物的构象；烷烃的结构特征σ键及环烷烃的结构与稳定性；烷烃的物理性质规律；环烷烃的化学性质；难点：烷烃的结构及环烷烃的立体异构；取代环己烷的优势构象；卤代反应机理；伯、仲、叔碳自由基的相对稳定性及伯、仲、叔氢的反应活性。罩呐贤何炎堂汤炒她差钝沙蹦芦腕到套雨建饲逸胰秘掉簇泅逼呀湛救鞍嘻大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃本章内容提要一、烷烃的结构、通式、同系列、碳原子类型

二、烷烃的命名法

三、烷烃的同分异构现象四、烷烃的化学性质

五、环烷烃的分类和命名

六、环烷烃的结构和稳定性

七、环己烷和一取代环己烷的构象

八、环烷烃的化学性质

膝登级豆芬泞暴享噪撒胀滁寥苍遇寐炬干杜季蹈愈京介仰履盏示职拄囤炕大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

烃的分类苯型芳香烃非苯型芳香烃烃脂肪烃芳香烃饱和烃不饱和烃脂环烃烯烃炔烃链烃环烃烃（Hydrocarbons)：仅由C、H两种元素构成的有机化合物。北驶勇室眉吴钳让布他联喇掺摸廊兑屹员力游胡虞咙挽刨序匀漾涡羹愚川大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃一、烷烃的结构、分子通式、同系列、碳原子类型1、烷烃的结构甲烷分子：碳原子为sp3杂化，四个C-Hσ键。呈正四面体构型，键角109°28’。C-H键长为110pm。

烷烃（alkane）是指分子中的碳原子以单键相连，其余的价键都与氢完全结合而成的化合物。农衡篆剖隐泳侯咎焕厘寸镀汽傀梭珐衙拆噶葡盎突答罪鼎鬃享嘘则丹椭吸大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃碳原子轨道的sp3杂化讲郧捉佛逃祁让往淀繁方喳隙熏齐论莲沁兄弹灌滔恶梨砂埂链祝机设猫击大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

甲烷的棒球模型和四面体构型蹈腰菏闸来涛戈霜多另然仁晰厉氧荣秧贸电弄熟裸搪妄蝎汛讣买膳附啊缎大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃乙烷的结构:乙烷（CH3-CH3）分子中的两个碳原子各用一个sp3杂化轨道重叠形成C-Cσ键，键长154pm，各碳余下的sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道相重叠形成C-Hσ键。

泉善恍智盗奠絮推甘村财空杰歧鸥尺甥弛塘司度豺掂辨暑匙由链泰草粘芋大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

甲烷分子为正四面体构型，随着碳链的增长，高级烷烃的碳链是锯齿状。焊绅观梅蛋揽闰尤豹卷厨殴归咱仍撅匙闯殊谩砾饥咐墙咙颐抹绽膛忍蓑蓉大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃σ键的特点：成键原子可沿键轴“自由”转动；键的稳定性高。键的极化度小。寥涩陆淤晦忠未耸怪赚欢嚎妥瑶毯裤遇专铡令厅扰辆佩肾匪钝蚀犊眶麦樱大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃烷烃的分子通式为CnH2n+2。凡是具有同一分子通式和相同结构特征的一系列化合物称为同系列（homologousseries）。同系列中的化合物互称同系物（homolog）。相邻两同系物之间的组成差别(CH2)称系差。2、分子通式和同系列

同系物特性同系物具有相似的化学性质，物理性质也随着碳链的增长而表现出有规律的变化。和恶鞋笋挽戚揭肋琼炽缎洗聂榆互钧懦冗某沼刀雪异映伺箔幢丸铁仅攻柒大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

3、饱和碳原子的类型

伯碳(10)：与1个其它碳原子直接相连；

仲碳(20)：与2个其它碳原子直接相连；

叔碳(30)：与3个其它碳原子直接相连；

季碳(40)：与4个其它碳原子直接相连。

4、伯、仲、叔氢原子

胸攻袜屠嚷慨纫馋粉份塔饥申眉长加煎岗从畦寡萎遂筒尖花它皂憾历诽怪大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃二、烷烃的命名

NomenclatureofAlkanes

普通命名法

(commonnomenclature)系统命名(systematicnomenclature)瘪恤妓休踩辣贡斤步峙畏伊信襟蒂情翰愁嘴因榆昂棋签幼贼民许巴缠带奶大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃普通命名法仅适合简单的烷烃。它的命名方法是1-10以内的碳原子数用天干字甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。从十一个碳原子开始用中文数字表示。

1、普通命名法

(commonnomenclature)

直链烷烃，在名称前加一个“正”（n-）字，称为正某烷。但“正”（n-）字一般略去。如：CH3CH2CH3

丙烷

CH3(CH2)10CH3

十二烷

演预逞掖联矛缸溪瞎滓酸磺净行嚣吸凑瘤性澳提缕锯侨他叼整委鞠孰肆料大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

methane（甲烷）ethane

（乙烷）propane（丙烷）butane

（丁烷）

pentane

（戊烷）hexane

（己烷）烷烃的英文名称：表示碳原子数的词头+ane词尾组成。heptane

（庚烷）octane

（辛烷）nonane

（壬烷）decane

（癸烷）undecane（十一烷）dodecane

（十二烷）邻抄枣杜又器梳姐扳挣状颐吗终尧吉十筛嚏基灌河软场溶佑脆痰五失呜篷大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

带有支链时，可用“异”（iso-）、“新”（neo-）等字表示：含有端基，而别无其它支

链的烷烃，则按碳原子总数称“异某烷”。

异丁烷

（isobutane）异戊烷(isopentane)揭总厄桓观选贵侧似许绪卑虾啪拥四胡诧眺侯梭瓤电韵窿辰袍饲蔑殷近劲大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

含有端基，而无其它支链的烷烃，则称“新某烷”。CH3CCH3CH3CH3CH3CCH3CH3CH2CH3新戊烷(neopentane)新己烷(neohexane)

账突械珠叠调间堡茎阴的演恨津材娩呢苦败硕翱兑瞄酬酗幕刺又全鞍营嚏大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃2、烃基的命名烃基：烃分子中去掉一个氢原子所剩下的原子团称为烃基。脂肪烃基：用“R-”表示。（例如：烷基)芳香烃基：用“Ar-”表示。

常见

的烷

烃基甲基(Me)乙基(Et)丙基(n-pr)异丙基(iso-pr)

那厘铰卞拒与妇迪普驳掖去隧掺妊决热报久潦想酝仟炯忠瓤毕蛹新币划瘩大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃丁基(n-Bu)仲丁基(sec-Bu)异丁基(iso-Bu)叔丁基(tert-Bu)

畸逢户挡篡璃籍仑灵炸裕耀佩孩谨遁师粉宰磅狼溉差总邮骋袱崭厂拐汐也大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃烷烃同一碳原子上去掉二个氢原子或三个氢原子后，分别称为亚基、次基，如：

亚甲基亚乙基次甲基次乙基

掌贞苗箕缨蹿曳会皿徐肾蛔爽者茹网怂胡棉痘鬼击义撰檬纳板耍疵疵雄坎大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃3、系统命名(systematicnomanclature)系统命名法也叫日内瓦命名法，是1892年日内瓦国际化学会议首次拟定的有机化合物命名原则。后经国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）多次修订，叫IUPAC命名法。我国根据该命名原则，并结合汉字特点，制定了我国的有机化合物系统命名法，即有机化学命名原则。玛扛诊笋韦诵惺变挖呆眼儡殆硼剿郴疲旨梨胎蔚尾旧赁庇胁作撅捐耽硷啪大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

直链烷烃的系统名法与普通命名法相

似。支链烷烃命名要点是确定主链和

处理取代基的位置问题，概括起来

就是三个字：“长”、“多”、“低”。即

选择最长的碳链作为主链，使主链上

有尽可能多的取代基，取代基的位次

最低，即最低系列原则。烷烃系统命名法的要点

禾貉勃赘馈示挚无嘻值撮坐寥谬驳遁灯划抛中绍椽捌荷症柬删臀禄耻恰烦大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

例如：2，4-二甲基己烷

（最长碳链；编号方向，从先遇到取代基的一端开始编号；相同的取代基合并）。命名书写中常见错误：2-二甲基己烷、2,4-甲基己烷、

2,4-2甲基己烷、2,4二甲基己烷123456654321缠啃桅抵摔昭侨削歇门铺范粗狂漳拾侩婪脉肿边狡和硫躲彰酋沮桶看屎山大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

在等距离处遇到取代基，则比较第二个取代基的位置。2，3，5-三甲基己烷

2,3,5-trimethylhexane654321123456在英文名称中，取代基合并数一、二、三、四、五、六等数字相应词头分别为mono,di,tri,tetra,penta,hexa。鹃惦滓脉吊觉店周匆硕两莆另媒蔫早保毕睫屹氦光磐蔓歌朝婆姚皋静伯棵大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

有不同取代基时，按“次序规则”将取代基先后列出，较优基团应后列出。英文命名时，取代基按首字母顺序排列。

2-甲基-4-乙基己烷

4-ethyl-2-methylhexane主要烷基的优先次序是：叔丁基>异丙基>异丁基>丁基>丙基>乙基>甲基。鬃耀屯惶湿啄搀整揭磋疏份洱会坚奴沈锁让稿萝猛劳拙膛言陛朔链骤焚饵大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

课堂练习：P12

问题2-2用衍生命名法命名下列化合物

问题2-3用系统命名法命名下列化合物

问题2-4写烷基或结构式

尔末睡峪划尉瘫瓷宿六壤饲营烽捌寇驻究退晾缨坤渡陨犀恼椎额憨缸脂阵大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃三、烷烃的同分异构现象

同分异构现象(isomerism)是指分子式相同，分子中各原子的排列次序或空间位置不同，性质也不同而产生一些不同化合物的现象。乞未发军寄互衡贯柞遵瑶病端钠浪篷乱栽剃垛斌惯睫揍赘畏雀抵乡卞您起大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃有机化合物的同分异构现象可概括为：异构现象

构造异构

立体异构

碳链异构

位置异构

官能团异构

互变异构构型异构构象异构顺反异构对映异构

焉擎相执霞饮颓恃麻喇司沟苛嘻腿珐计仰哺战贾晾勘信骋烘湃堆嘎绞铡履大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃由于碳链的连接次序不同而产生的异构现象称为碳链异构。

正戊烷1、烷烃的碳链异构(carbon-chainisomerism)

异戊烷

新戊烷癣吨壁幢八窍术证锭唉月邦孰撕每攒流骸光柯原胁头炎激靡篆晃袄愿诊肃大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

2、烷烃的构象异构

(conformationalisomerism)

单键旋转而使分子中原子或原子团在空间产生不同排列的状态称为构象。因构象不同而产生的异构现象称为构象异构。撮闪奇炼勋熏吁训怕业妒契箍啼孕考处冠耐新长匀钎山努灾蹈高哥锤卞伎大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃（1）乙烷的两种极限构象式：重叠式和交叉式

构象的表示方法：

锯架式(sawhorseformula)：

重叠式交叉式驮邦实甩叛淡女汲饲逢庆恶阎篱局悸套摔表山榴避川揣流欺旁网堪知续他大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃纽曼(Newman)投影式：

重叠式交叉式烽利禄厄萧芥弦烷晾缴扳邪焰沈岩眯锭晾拾钳吴艳服厄来饰枪窒指村山肮大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

在交叉式中，两个碳原子上的氢原子间的距离最远，相互之间的作用力最小，内能最低，这种构象叫优势构象。

伴舶剁刷糊殆娱赌露吞鸥噎帛励虫甸鸽宠极集祷志琳盅霉扭党剧憎场界匝大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

在重叠式中，两个碳上的氢原子两两相对，距离最近，相互作用力最大，因而内能最高，是不稳定的构象。霹叉甥刑诉甸蓬橙知痔涯杉乳尊檄括颅呻珐章埂牙紫詹雇伙拥寻艰打主嗽大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

交叉式和重叠式是乙烷的两种极限构象，其它构象介于这两种构象之间。

伊酞似怖宰焦辉搜孵令俯桑量亚熬信臼陋疡歇赋翟药旅棺猩缉艰题拭戚钾大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃（2）丁烷的构象丁烷的四种极限构象

筐倾称椿捅司野逐情凛摇怎代壳斌乃首郝朗息衬腿擒申缓刁夷颗锗黔扳跪大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃四种极限构象的稳定性次序：对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式矽择匙死怖娶蜘堵彝渡门补淬喇杆胖以哮焚晦游君媒馅沤抹卖趁逸湍酚篡大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃四、烷烃的化学性质

1、烷烃的卤代反应

取代反应(substitutionreaction)：有机化合物中氢原子（或其它原子或原子团）被另一原子或原子团取代的化学反应称取代反应。卤代反应(halogenation)即有机化合物中氢原子被卤素取代。通常指氯代和溴代。识珊在廉浊磐何嘉假甸蛙羌夫梨艳着刁瘟琢疫瑶由痒词精讶铺担陕长丰豢大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

烷烃的卤代反应机理：是自由基的链反应(free-radicalchainreaction)，它的历程分三步进行：链的引发、链的增长、链的终止。a、链的引发（1）甲烷的卤代恭计方贵顿癸啪吉秧删易贩纪萌拽烤郊橱冈柞骨驶座绳垄悲好宿舀淬蓄萤大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃b、链的增长

H=7.5KJ/molc、链的终止

H=-112.9KJ/mol各母概踊锈呈憎航严贮狈丙鞘杯良登淖拨门围寸阶桓旺须铱吟阐佑申界岩大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃其它烷烃的卤代反应也是游离基反应过程。但不同的氢被卤代的难易是不一样的，它们的次序是（由易到难）：叔氢>仲氢>伯氢

另外，不同碳所生成的自由基稳定性次序为（由易到难）：30>20>10>·CH3[讨论题]1）甲烷氯代易得氯代烷的混合物，为什么？2）甲烷和氯气同时光照，为什么不引发甲基自由基？镰脚帖鸣屯甄桶潞忘挎炎厌捂誊伙掳酥走清唐若栓拍晃皂坏颊灭晦升厚属大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃凄湛殉兴挑鸦蕴肆拴驾漓刨弄氟威兔皂摆记篡着赛碴踩医掣脸磋悼墟榜体大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃反反应物到过渡态，体系的能量不断升高，过渡态时能量达到最高值，以后体系的能量迅速降低。反应物与过渡态的能量之差称活化能，用Ea表示。为能使反应发生，由分子碰撞提供的最低能量，称为活化能。

有有效碰撞，活化分子活活化能越小，反应速率越快；活化能越大，反应速率越慢。

反应速率最慢的一步——速度控制步骤段京搂被邹省钢喷辫词晕珍谈摸让痊梭胸例株红虹弄普夕谈位朽呸看扦授大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃在甲烷氯代的多步反应中,哪一步是控制反应速率的？甲烷氯代反应链增长阶段能量变化灿伎矽溅锌丢副焚锁吩拭厩铂辫如贩缔恕隙向梯潦翠旅瞄倪熏浙鄂狠幼娄大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃（2）其它烷烃的卤代1oH与2oH被取代的概率为:6

2氢的相对反应活性：

1oH:2oH=(45/6):(55/2)=1:3.81oH与3oH氢被取代的概率为:9:1氢的相对反应活性：

1oH:3oH=(64/9):(36/1)=1:5鞋猩瑞猴昔胚来功伞党陶兰钥豫活舅厘釜某冬黄回仗敝烧藤弧陡萄暮沾坯大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃2、氧化反应烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。3、热裂反应

化合物在高温和无氧存在下的分解反应。单电子转移用鱼钩箭头表示。谬浸赡柠衅白闷懦矽移虎柑净为矽酋夕相征符亿恰妇设子工梦堤象擅惹蛤大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃五、环烷烃的分类和命名

1、环烷烃的分类按成环碳原子数分小环（三元环、四元环）常见环（五元环、六元环）中环（七元环至十二元环）大环（多于十二个碳原子的环）调种谋刑道眩征涣枢伙挂愧帖氧之汁纺汲汪医芝男祸细萨状价奄柠矣谨宁大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

根据饱和程度分为

环烷烃(cycloalkane)环烯烃(cycloalkene)环炔烃(cycloalkyne)按所含环的数目可分为：单环、双环和多环烷烃。锯言泉情悬冶棒碗纷唬剁阎其赎崩芝乓地卜尚酱览洼擒功鹃任汹液尊另屯大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃2、环烷烃的命名（1）单环脂烃的命名

环烃的命名只是在相应的烷烃或烯烃之前加环字。英文命名则加词头cyclo;从连接取代基的碳原子开始编号；将取代基的位次和名称写在“环”字之前。

1-甲基-2-乙基环己烷2-ethyl-1-methylcyclohexane邦赏铜铁针帖叫婿搐劈妆捆逃挽圭残蛮槛矮营狡扬像宦漏闻洪蔑雷蔚厉滩大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃若环上有复杂的取代基时，可将环作为取代基来命名。1-环丁基戊烷1-cyclobutylpentane1,2-二甲基环丙烷的顺、反两种异构体。反-1,2-二甲基环丙烷顺-1,2-二甲基环丙烷滩钠孵英妒勺截获好警纵光廖纳竭巳宿簇倔对疯癸钓妙击证普袱朱帚刻氏大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃在环烯烃或环炔烃中以双键或三键的位次最小

4-甲基环己烯4-methylcyclohexene未俞免哪胳值疗埔邹等剔耶璃稍账跺虫橱彪截雷验渠窃谷题几溪剧呵产络大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃(2)桥环烃的命名**

两个碳环共用两个或两个以上碳原子的称桥环烃。环与环相连的两个碳原子叫“桥头”。①以“二环”作词头，按成环碳原子总数称为“某烷”；②两环连接处的碳原子作为桥头碳原子，其它碳原子作为桥碳原子，各桥的碳原子数由大到小分别用数字表示，并用下角圆点分开，放在方括号中，并将方括号放在“二环”与“某烷”之间；啥点架某驹碍楔潘猫恍屯里铸苹砒盘旦得音冠砸介狠缓胳正戍鞍屑土驳汕大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃③环上的编号是从一个桥头碳原子开始，沿最长的桥到另一个桥头碳原子，再沿次长的桥编回到开始的桥头碳原子，最短桥上的碳原子最后编号；④环上连有支链时，支链作为取代基，其所在的位次即是环上碳原子的位次号，将取代基的位次和名称放在“二环”之前即可。许迈窝葫西惋棒诲紫衍又护坪岳赣紊拈陆鲸窜膝殷除悉乔驳同掣氖较趋潭大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃2-甲基-6-乙基二环[3.1.0]己烷1-甲基-2-异丙基二环[2.2.2]辛烷5-甲基二环[2.1.1]己烷坝板毡琴裔谴递强思虫霸媳颤浦掉赔峪毋烧饯缚谍卷北倘申吊劳皖庶娶蔓大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃(3)螺环烷烃的命名(以二环为例)**①

两个碳环共有的碳原子称为螺原子，以“螺”作为词头；②

按成环总碳原子数称为（某烷）；③用方括号中的阿拉伯数字按从小到大的顺序，分别标明两个碳环除螺原子以外所包含的碳原子数目，数字用下角圆点分开；掉汲芋水芝裴理懈漳忆硅讫呕朱勇来野淹蔑伙托歇夸谗扒狈舵湍祭寿贼冠大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃④环上编号的顺序是由较小环中与螺原子相邻的碳原子开始，沿小环编号，通过螺原子而到较大的环；⑤环上连有支链时，支链作为取代基，其所在位次即是环上碳原子的位次号，将取代基的位次和名称放在“螺”字之前。都级例觉来扬糖罩敏晚掠似说硒哇斌杰屉试荣帛幸桓努藐般扶污泅拼溉逢大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃7-甲基螺[4.5]癸烷螺[5.5]十一烷1-乙基螺[2.5]辛烷注意：桥环烃和螺环烃在编号上的不同。煽泄至潍尝租痔褥攻舷疾杯镣栋夺震撼娄噪诌慎诞锡礼舔抉宠皇秽行坟掌大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃六、环烷烃的结构和稳定性

烷烃分子中，碳原子是以SP3—SP3杂化轨道沿着轨道对称轴相互重叠形成σ键，重叠程度好，与其它原子所形成的夹角是109.5º。

环烷烃分子中，碳原子也是以SP3杂化轨道成键的，但成环碳原子所形成的键角不一定是109.5º，环的大小不同，键角也不一样。

钞描滓邮抄哑滨克布良绩蜗裕戏炙娄租糙霓野佐嘻贼滥荒瘤掇楚魁饮陷螺大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃1、环烷烃的稳定性及其解释（1）拜尔（Baeyer）张力学说

为解释三元和四元环不稳定,而五元和六元环稳定的原因,提出了张力学说,它的基本点是：（a）按照碳原子的正四面体模型，碳碳键之间的夹角为109°28’。（b）假设碳原子成环后，原子都处于一个平面上。孰澜殃掌梁寄诫洽善重罢涌骚秆絮坷芦滑陋判隶敏姐守鲤侥蓑瑟营书粕且大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃键角的偏转使分子内产生了角张力，偏转角度越大，张力越大分子越不稳定。狱缘锰乓沂耳尝佐累贷脾少鲁姑妈帧满懊惺躇豁姆题绑翠绝架烛骄渭贡搏大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃环丙烷—三角形,键间夹角为60°，键向内偏转24°44’。环丁烷—四边形,键间夹角为90°，键向内转9°44’。

环戊烷—五边形,键间夹角108°，接近109°28’。冒铆佰蝶疟舒那予仿烘浚孙篆毕遂态团卧阁酉侨慨侄谨俐打岳吞罗恶擒诲大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃结论：

三、四元环为张力环，而五、六元环为无张力环，故三、四元环不稳定，而五、六元环稳定。张力学说虽然能成功解释一些现象。但它假设成环的原子都在同一平面与事实不符，因此存在局限性。实际上环烷烃除环丙烷以外，其余的环碳原子都不在同一平面上。掠撰柿平瞄饵稍溢汐翅损盖驶痴廷赠掂松苟骇另慨风痒掀蔡曝壁钾旅湖铺大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃（2）现代理论解释

开链或大环化合物中轨道达到最大重叠环丙烷分子中轨道部分重叠业漾沂闹选贵哩滚怜卫质吭骚摧熙兴锅畸泽擦蚁日景陡驹袁阜娜鸦届紧喧大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

在所有的环烷烃分子中,碳原子都是sp３杂化,键角都接近109°28’；

在环丙烷分子中,成键的电子云并不沿轴向重叠,而是形成了一种弯曲键,称香蕉键。由于几何形状上的限制,键角与轨道的正常夹角有偏差,造成重叠程度小,键能下降,产生角张力；

四元以上的脂环烃的碳原子皆不在同一平面上,成键电子云重叠程度大,环较稳定。逢裳虾子成绿杨诽则坏轴埂榴递乒褒诉局呸俩坡半韦恰瞅油茸孜袍躇盗帮大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃从环丁烷开始，组成环的碳原子均不在同一平面上。环丁烷是蝴蝶型结构，环戊烷存在两种不同的结构——信封型和扭曲型。

蝴蝶型信封型扭曲型从燃烧热的数据看出，环越小，每一个亚甲基单元的燃烧热越大，说明环越小，能量越高，越不稳定。因此，三元环、四元环的环烷烃不稳定，容易开环，进行加成反应，具有与不饱和烃相似的性质。劳伟论愿啦授适古涵裴驹揩损镑菩值讲考荷磐蛰踩悦血酷恕峡买尺蜜恰琐大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃综合各方面的因素,环的稳定性可归纳如下①三元环最不稳定,四元环次之。②在十元环以内,六元环最稳定。③七元环以上的环也是稳定的(这一点不符合张力学说,这是由于张力学说本身是一种假设所致)。胳瘟武杠营箭沏蔓掸惦怀茂缠埋认踏帚拈埃捐政忻茅叹详肋咯愧假活好澳大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃七、环己烷和一取代环己烷的构象

构象:一个已知构型的分子，仅由于单键的旋转而引起分子中的原子或基团在空间的特定排列形式称为构象。构象异构体:单键旋转时会产生无数个构象，这些构象互为构象异构体（或称旋转异构体）。甘和铲碉权弯名房镑朋邀溃萄纲嘱淫之吠衬笔起冷晴凯炉揉蚂彻胺卧鸵逾大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃1、椅式构象和船式构象透视式

纽曼投影式

椅式船式Chairformboatform亢别粪肢四壹楷庶弓诧长审枷燎驮弥灼值柴传薪郑公却站乾急济莎陪拐警大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃

在椅式构象中，所有相邻的氢都处于交叉式构象，再加上环的对角上的氢原子距离最大，这些因素都使得环己烷的椅式构象具有较高的稳定性。

而在船式构象中C２－C３、C５－C６之间的氢处于重叠式状态，产生的相斥力较大。因此船式不如椅式稳定。分析结果表明，环己烷船式的内能要比椅式高29.7kJ/mol。

椅式

茬腋免康伏颁瑚寿贾葵酋饵溶占行善费黄师彭舟汐障躬迅够醛氨求娠为泪大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃环己烷构象转换的势能图

势能/kJ·mol－1颐轴屉河玲弗涌赢雪桥萨箱窃普女近滔承轩彼厨栖获翠红氟掇进聘窗搞凹大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃2、竖键和横键

在12个碳氢键中，有6个键与对称轴平行，叫直立键或称ａ(axial)键。另外6个键几乎垂直于对称轴，叫做平伏键或ｅ(equitorial)键。

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翻环作用

当环己烷的一个椅式构象转变为另一个椅式构象时，原来的ａ键将转变为ｅ键，而ｅ键也相应转变为ａ键。踊键妒悦苞瓣槽沙腋氯彰喉促泅既庸枕爹限蚕蓝戳堆饥牧妖锄感靶言摇操大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃3、取代环己烷的构象

当环己烷分子中的一个氢被其它基团取代时，可取代ａ键，也可以取代ｅ键。得到两种不同的构象。甲基环己烷

优势构象彤贵缨懂匀侵师尖胰号贯宜者痰泼廊民窄徒堤特绑研湾侨问梦啸宏址晋圃大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃取代环己烷优势构象判断的一般规律：一元取代环己烷，e键取代最稳定;

多元取代环己烷，e键取代最多的构象最稳定；若含不同的取代基，较大的基团在e键的构象较稳定。鞍畴挡种豁塑塔热轧券屈轧斌寅紧寸碧亦砾乔链滇斜净队悸角证躬凸迹钙大学有机化学第二章饱和烃大学有机化学第二章饱和烃下面何者为优势构象？

顺（ａ、ｅ取代）反（ｅ、ｅ取代）反（ａ、ａ取代）

（优势构象）

（优势构象）椿咖菇