烃的定义碳讲解.ppt

1、第二章 烷 烃,烃的定义：碳、氢两种元素组成的化合物。 烃的分类：链烃 饱和烃 烷烃 不饱和烃 烯烃 脂肪烃 炔烃 环烃 脂环烃 芳香烃,烷烃：C之间是单键，C其余的键完全被H原子饱和。 1 烷烃的通式、同系列、异构现象 1.1 烷烃的通式、同系列 通式：为 CnH2n+2 同系列 ： 符合同一通式 组成上相差一个或几个系列差 结构相似、化学性质相似,1.2 异构现象 1.2.1 构造异构体 构造： 分子中原子连接的方式和次序。 构造异构体：分子式相同，构造不同。 1.2.2 构造异构体的推导 原则： 逐步缩短碳链 将各种情况都考虑进去。,2 烷烃的命名 2.1 C原子和H原子的类型 2.1.

2、1 C原子的类型 按照C原子所连的C原子数目来分：伯、仲、叔、季 2.1.2 H原子的类型 按照C原子的类型来分：伯、仲、叔 举例 2.2 烷基的命名,2.2.1 烃基 烃去掉H原子以后剩下的基团。 烷基：烷烃去掉H剩下的基团。 2.2.2 烷基的命名 “正” 去掉直链烷烃末端H所得的原子团. “仲” 去掉直链烷烃一个仲H原子 “异” CH3-CH-(CH2)n- CH3,叔” 去掉一个叔H原子 “新” 新戊烷去掉一个H原子. 举例 2.3 烷烃的命名 2.3.1 习惯命名 “正” 直链烷烃 “异” 直链烷烃一末端带有一个CH3侧链. “新” 直链烷烃一末端带有二个CH3侧链的5 ,6个C原子

3、的化合物. 举例,2.3.2 衍生命名 以甲烷为母体,基团从小到大.选含取代基最多的C为母体甲烷. 2.3.3 系统命名 直链烷烃：“某烷” 十个C用天干顺序表示,十个C以上用中文表示. 支链烷烃：1 选主链 “某烷”,注意:1 若主链不止一条时,选择含支链最多的链 2 要选真正的主链,不能选形式上的主链. 2 编号 “最低系列原则” 从碳链二端编号,得到二种不同编号系列,顺次逐项比 较各系列的不同位次,最先遇到位次最小者,定为最低 系列. 举例 3 整理,将支链的名称及编号写在主链名称的前面.基团从小到排列,相同基团可合并,中文字间用逗号隔开,中文字与阿拉伯字间用“-”隔开。 举例 3 烷烃

4、的结构 3.1 烷烃的构造 3.2 烷烃的构型 定义：分子中原子或原子团在空间的排列方式。,3.2.1 C原子正四面体 模型。 举例 3.2.2 SP3杂化 C原子电子构型 杂化： 混合后重新组成新轨道的过程。 用图表示 SP3杂化：一个 S轨道和三个P轨道,SP3杂化轨道的特点：1 组成： 1/4 S, 3/4 P 2 形状： 一头大，一头小。 3 成键能力强。 4个SP3杂化轨道的空间排布：正四面体 举例 3.2.3 键的形成 键：凡是成键电子云对键轴呈圆柱形对称的键。举例 特点：1 自由旋转 2 较牢固,烷烃碳链的形状：锯齿形 举例 3.3 烷烃的构象 构象： 仅仅由于围绕键旋转而产生的

5、分子中原子或原子团在空间的不同排列方式。 3.3.1 乙烷的构象 用模型 举例 极端构象：能量极大或极小的构象。,构象的表示法： 模型 透视式 纽曼投影式 能量上的差异：交叉式、重叠式。 相差12.6kj/mol 原因：扭转张力 相邻C原子上C-H键电子云的斥力。 H原子间的斥力 转动C-C键所需的能量,4 烷烃的物理性质 4.1 存在状态 C: 1-4 g 、5-17 l 、18以上s 4.2 沸点 规律：1 直链烷烃 碳原子数增加，bp 上升 2 含相同碳原子的烷烃异构体 直链大于支链；支链越多bp越低； 举例,分子间作用力 取向力 范德华力 诱导力 色散力 分子中原子的数目和大小 近距离

6、作用 氢键 由于C的电负性为2.5，H的电负性为2.1，因此C-H键的,极性很小，又由于是正四面体结构，因此烷烃是非极性分子。分子间的吸引力主要是色散力。 所以，1 C原子增加，分子量增加，bp升高。 2 支链愈多，距离愈远，色散力下降，bp降低。 4.3 熔点 规律 1 直链烷烃 C增加，mp上升。偶数在上、奇数在下 2 支链愈多，mp愈低；分子愈对称，mp愈高。举例,4.4 溶解性 相似相溶 4.5 比重 判断比重的规律： 含Br I 或几个Cl，比重大于1 5 烷烃的化学性质 烷烃的结构：C-C C-H 都是键，较牢固。 因此，烷烃的化学性质很稳定。但稳定是有条件的，在一定条件下，还是能

7、发生反应的。,5.1 取代反应 5.1.1 氯代反应 CH4的氯代： 反应条件： 光照、加热。 产物：混合物 举例 其他烷烃：H原子的活泼性:叔氢仲氢伯氢。举例 5.1.2 氯代反应的反应历程 定义： 反应所经历的全部过程。,甲烷的反应历程：条件试验 举例 历程 反应式 总结 其他烷烃的反应历程: 历程 反应式 解释反应取向 反应式 烷基的稳定性（从离解能来解释） 反应式 反应式 5.2 氧化反应,5.2.1 完全氧化 生成 CO2 和 H2O 5.2.2 控制氧化 生成醇、醛、酮、酸等。 应用：代替油脂制肥皂。 举例 有机化学中氧化还原概念： 引入O或脱去H 氧化 引入H或脱去O 还原,5.

8、3 裂化和裂解 5.3.1 裂化 定义：受热分解成小分子。 分类：热裂化 50atm 500600。 催化裂化 需催化剂 应用：提高汽油的产量和质量。 5.3.2 裂解,更高温度，产生更小分子。（深度裂化） 应用：化工基础原料。 举例 5.4 异构化 定义： 从一个化合物变成其异构体的反应。 应用：提高汽油的质量。 6 烷烃的来源 天然气 石油,碳的四面体理论 Vant Hoff（荷兰）Le Bel（法国）提出四面 体（Tetrahedron）理论,碳原子的SP3杂化,碳原子的基态电子排布是(1s2、2s2、2px1、2py1、2pz),四个SP3杂化轨道对称的分布在碳原子的四周，对称轴之间的夹角为