大學(xué)有機(jī)化學(xué)教案2012

1、 第一章 緒 論教學(xué)基本要求：要求學(xué)生了解有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象及有機(jī)化學(xué)的產(chǎn)生與發(fā)展歷史，認(rèn)識(shí)有機(jī)化學(xué)與生產(chǎn)和生活的密切關(guān)系。同時(shí)，通過(guò)對(duì)共價(jià)鍵理論及其本質(zhì)的學(xué)習(xí)，達(dá)到掌握有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)基本理論的目的。掌握碳原子正四面體概念，掌握共價(jià)鍵屬性，了解有機(jī)化合物的分類和研究有機(jī)化合物的步驟。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：本章的重點(diǎn)是掌握有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)、組成和性質(zhì)的特點(diǎn)。難點(diǎn)是利用價(jià)鍵理論、分子軌道理論對(duì)共價(jià)鍵的理論解釋。第一節(jié) 有機(jī)化學(xué)的研究對(duì)象一、 有機(jī)化合物和有機(jī)化學(xué)1、有機(jī)化合物是指碳?xì)浠衔镆约皬奶細(xì)浠衔镅苌玫幕衔铩?、有機(jī)化學(xué)是研究有機(jī)合物及其衍生物的結(jié)構(gòu)特征.合成方法和理化性質(zhì)等的化學(xué)。

2、一、 有機(jī)化合物的特點(diǎn) 1、分子組成復(fù)雜組成元素不多，但數(shù)目龐大，結(jié)構(gòu)相當(dāng)復(fù)雜。2、同分異構(gòu)現(xiàn)象例如：乙醇和甲醚分子式為：C2H6O 但化學(xué)結(jié)構(gòu)不同。 乙醇 CH3CH2OH 甲醚 CH3OCH33、容易燃燒絕大多數(shù)有機(jī)物都是可燃的。燃燒后生成二氧化碳和水。4、難溶于水（特殊例外）很多有機(jī)物難溶于水而易溶于有機(jī)溶劑，原理依據(jù),相似相溶原理,與水形成氫鍵的能力差。5、熔、沸點(diǎn)低許多有機(jī)物在室溫時(shí)呈氣態(tài)和液態(tài)，常溫下呈固態(tài)的有機(jī)物其熔點(diǎn)一般也很低。例如：尿素 132.7°C 葡萄糖 146°C。6、反應(yīng)速率較慢 經(jīng)常需要幾小時(shí)、幾天才能完成，為了加速反應(yīng)，往往需加熱、光照或使用

3、催化劑等。 37、反應(yīng)復(fù)雜，副反應(yīng)多往往同一反應(yīng)物在同一條件下會(huì)得到許多不同的產(chǎn)物。所以就降低了主要產(chǎn)物產(chǎn)率。特殊例外： 乙醇易溶于水、四氯化碳可滅火等。 三、有機(jī)化學(xué)的重要性有機(jī)化學(xué)是有機(jī)化學(xué)工業(yè)的理論基礎(chǔ)；研究天然有機(jī)化合物、發(fā)展染料、合成藥物、香料、生產(chǎn)乙炔、石油化工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)利用；生物學(xué)、醫(yī)學(xué)等等都需要有堅(jiān)實(shí)的有機(jī)化學(xué)知識(shí)。第二節(jié) 共價(jià)鍵的一些基本概念 一、共價(jià)鍵理論 1、價(jià)鍵理論 （1）原子軌道重疊或電子配對(duì) 基本理論在無(wú)機(jī)化學(xué)中已經(jīng)介紹了， 由一對(duì)電子形成的共價(jià)鍵叫做單鍵，用一條短直線表示，如果倆個(gè)原子各有二個(gè)或三個(gè)未成鍵的電子，構(gòu)成的共價(jià)鍵則為雙鍵或叁鍵。例如： 4 （2）共價(jià)鍵

4、的飽和性 當(dāng)原子的未成鍵的一個(gè)電子與某原子的一個(gè)電子配對(duì)以后，就不能再與第三個(gè)電子配對(duì)了，這就是共價(jià)鍵的飽和性。 （3）共價(jià)鍵的方向性 遵守最大重疊原理，分子的能量最低，形成最穩(wěn)定的分子。 2、分子軌道理論 它是從分子的整體出發(fā)去研究分子中每一個(gè)電子的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，認(rèn)為形成化學(xué)鍵的電子是在整個(gè)分子中運(yùn)動(dòng)的。 分子軌道理論認(rèn)為化學(xué)鍵是原子軌道重疊產(chǎn)生的，原子軌道重疊時(shí)就可以形成同樣數(shù)目的分子軌道。原子軌道組成分子軌道時(shí)，必須符合三個(gè)條件： （1）對(duì)稱匹配原則（2）原子軌道重疊最大原則（3）能量相近原則分子軌道的對(duì)稱性不同可將其分為軌道和軌道。二、共價(jià)鍵的鍵參數(shù) 1、 鍵長(zhǎng)：形成共價(jià)鍵的兩個(gè)原子核間距

5、離。鍵長(zhǎng)的單位為。 例： 0.1530 0.1510 0.1456同一類型的共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)在不同的化合物中可能稍有區(qū)別。2、 鍵角：兩個(gè)共價(jià)鍵之間的夾角。 例： 109º 28' 3、鍵能： 當(dāng)A和B兩個(gè)原子（氣態(tài)）結(jié)合生成AB分子（氣態(tài)）時(shí)所放出的能量稱為鍵能。用H表示。 A（氣）+B（氣）AB（氣） 離解能：要使1molAB雙原子分子（氣態(tài)）共價(jià)鍵解離為原子（氣態(tài)）時(shí)所需要的能量也就是鍵能，或叫鍵的離解能。用D表示。 共價(jià)鍵斷裂時(shí)，必須吸熱，H為正值；形成共價(jià)鍵時(shí)放熱，H為負(fù)值。注意：雙原子分子，鍵能和離解能數(shù)值相等； 多原子分子，鍵能為離解能的平均值。鍵能越大，鍵越牢固。

6、 5 4、鍵矩：正、負(fù)電荷中心的電荷（e）與正負(fù)電荷中心之間的距離（d）的乘積稱為鍵矩。 = e d 鍵矩是用來(lái)衡量鍵極性的物理量，為一矢量，有方向性的，通常規(guī)定其方向由正到負(fù)，用箭頭表示。例如： 兩個(gè)相同的原子組成的鍵鍵矩為零；兩個(gè)不相同的原子組成的鍵均有鍵矩。 5、偶極矩：多原子分子各鍵的鍵矩向量和就是該分子的偶極矩。例如： 甲烷和四氯化碳是對(duì)稱分子，各鍵矩向量和為零，故為非極性分子。氯甲烷分子中CCl鍵矩未被抵消，=1.94D，為極性分子。 所以，鍵的極性和分子的極性是不相同的。三、共價(jià)鍵的斷裂1、均裂： 成鍵的一對(duì)電子平均分給兩個(gè)原子或原子團(tuán)。 A:BA·+B· A

7、· 稱為自由基，或稱為游離基。例如： 分別叫甲基自由基和乙基自由基，通用R·表示。經(jīng)過(guò)均裂生成自由基的反應(yīng)稱為自由基反應(yīng)；一般在光、熱作用下進(jìn)行。 2、異裂： 異裂生成正離子和負(fù)離子，有兩種異裂： 碳正離子 碳負(fù)離子 例如： 等；用通式：表示。 經(jīng)過(guò)異裂生成離子的反應(yīng)稱為離子型反應(yīng)；一般在酸、堿作用下進(jìn)行。了解： 親電反應(yīng) 親電試劑 親電體 例如：金屬離子、氫質(zhì)子等。 親核反應(yīng) 親核試劑 親核體 例如：氫氧根負(fù)離子等。 第三節(jié) 誘導(dǎo)效應(yīng) 1、定義： 在有機(jī)化合物中，由于電負(fù)性不同的取代基團(tuán)的影響，使整個(gè)分子中成鍵電子云按取代基團(tuán)的電負(fù)性所決定的方向而偏移的效應(yīng)稱為誘導(dǎo)效應(yīng)。

8、 2、特征： 誘導(dǎo)效應(yīng)的特征是沿著碳鏈傳遞，并隨碳鏈的增長(zhǎng)迅速減弱或消失。 通過(guò)靜電誘導(dǎo)而影響到分子的其他部分，沒(méi)有外界電場(chǎng)的影響也存在。3、表示形式： 一般用I來(lái)表示誘導(dǎo)效應(yīng)。I相當(dāng)于吸電子效應(yīng)，+I相當(dāng)于供電子效應(yīng)，飽和的CH鍵的誘導(dǎo)效應(yīng)規(guī)定為零。 6 +I I=0 -I 4、具有-I效應(yīng)原子和原子團(tuán)的相對(duì)強(qiáng)度： 同族元素： FClBrI 從上到下依次減小 同周期元素： FORNHR 從左到右依次增強(qiáng) 不同雜化態(tài)： 5、具有+I效應(yīng)的原子團(tuán)主要是烷基，相對(duì)強(qiáng)度是： 第四節(jié) 研究有機(jī)化合物的一般步驟 1、分離提純 重結(jié)晶法、升華法、蒸餾法、色層分析法以及離子交換法等。 2、純度的檢定 測(cè)定有

9、機(jī)化合物的物理常數(shù)就可以檢定其純度。如熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、相對(duì)密度和折射率等。 3、元素分析、實(shí)驗(yàn)式和分子式的確定 元素定性分析、元素定量分析、求各元素的質(zhì)量比、計(jì)算實(shí)驗(yàn)式；測(cè)定相對(duì)分子質(zhì)量，確定分子式。 例如: 3.26g樣品燃燒后,得到4.74gCO2和1.92gH2O,實(shí)驗(yàn)測(cè)得其相對(duì)分子量為60。 樣品 CO2 H2O 3.26g 4.74g 1.92g C相對(duì)原子質(zhì)量 12 碳質(zhì)量=CO2質(zhì)量×=4.74×=1.29g CO2相對(duì)分子質(zhì)量 44 碳質(zhì)量 1.29 ×100=×100=39.6(C)樣品質(zhì)量 3.26 H相對(duì)原子質(zhì)量×2 2氫質(zhì)量

10、=H2O 質(zhì)量×=1.92×=0.213g H2O相對(duì)分子質(zhì)量 18 氫質(zhì)量 0.213×100=×100=6.53(H)樣品質(zhì)量 3.26(O)=100-(39.6+6.53)=53.87計(jì)算原子數(shù)目比: 39.6 C：=3.30 3.30/3.30=1 12 7 6.53 H：=6.53 6.53/3.30=1.98 1 53.87 O：=3.37 3.37/3.30=1.02 16 11.981.02121樣品的實(shí)驗(yàn)式為CH2O。測(cè)其分子量為60，故分子式為C2H4O2。 4、結(jié)構(gòu)式的確定應(yīng)用現(xiàn)代物理方法如X衍射、紅外光譜法、核磁共振譜和質(zhì)譜等能快

11、速、準(zhǔn)確地得到分子的結(jié)構(gòu)式。分子的結(jié)構(gòu)包括分子的構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象。5、構(gòu)造式的寫法 也可以用簡(jiǎn)略式書寫： 第五節(jié) 有機(jī)化合物的分類和官能團(tuán)一、按碳架分類1、開(kāi)鏈化合物 分子中碳原子相互結(jié)合成碳鏈 的化合物 2、碳環(huán)化合物 分子中碳原子相互結(jié)合成 碳環(huán)的化合物 （1）脂環(huán)化合物 分子中碳原子相互結(jié)合成碳環(huán) （2）芳香族化合物 分子中碳原子連接成特殊的芳香環(huán) 3、雜環(huán)化合物 這類化合物具有環(huán)狀結(jié)構(gòu),但是組成環(huán)的原子除碳外,還有氧.硫.氮等其他元素的原子 二、按官能團(tuán)分類 8 雙鍵 烯烴 二烯烴 羰基 醛和酮 叁鍵 炔烴 羧基 羧酸 脂環(huán) 脂環(huán)烴 ?；?羧酸衍生物 苯環(huán) 芳香烴 硝基 硝基化合物 鹵

12、素 鹵代烴 氨基 胺 羥基 醇和酚 雜原子 雜環(huán) 醚鍵 醚 糖類 、甾類、高分子化合物表15 重要官能團(tuán)的名稱和式子 化合物類別 官能團(tuán) 官能團(tuán)名稱 實(shí)例 烯 烴 C=C 雙 鍵 CH2=CH2 炔 烴 CC 三 鍵 CHCH 鹵 代 烴 X 鹵 素 C6H5Cl 醇 和 酚 OH 羥 基 CH3CH2OH C6H5OH 醚 C-O-C 醚 鍵 C2H5OC2H5 醛 和 酮 C=O 羰 基 CH3CHO CH3COCH3 羧 酸 COOH 羧 基 CH3COOH 硝基化合物 NO2 硝 基 C6H5NO2 胺 NH2 氨 基 C6H5NH2 偶氮化合物 N=N 偶氮基 C6H5N=NC6H5

13、 重氮化合物 N=N 重氮基 C6H5N=NCl 硫醇和硫酚 SH 巰 基 C2H5SH C6H5SH 磺 酸 SO3H 磺酸基 C6H5SO3H 官能團(tuán)（functional groups）是決定某類化合物的主要性質(zhì)的原子,原子團(tuán)或特殊結(jié)構(gòu).顯然,含有相同官能團(tuán)的有機(jī)化合物具有相似的化學(xué)性質(zhì)。 作 業(yè)： P13-14 1、2、3、4 9 第 二 章 烷 烴教學(xué)基本要求： 要求學(xué)生掌握烷烴的命名法、同系列和同分異構(gòu)現(xiàn)象，碳原子的正四面體概念，氧化、裂解和鹵代的化學(xué)性質(zhì)以及自由基鏈的反應(yīng)機(jī)理；了解烷烴分子結(jié)構(gòu)與物理性質(zhì)的關(guān)系；了解烷烴在自然界的存在及主要用途。 教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)： 重點(diǎn)是烷烴的系統(tǒng)命

14、名法，構(gòu)型，構(gòu)象的表示方法，自由基反應(yīng)歷程。 難點(diǎn)是自由基反應(yīng)歷程。 教學(xué)時(shí)數(shù)： 4課時(shí)第一節(jié) 烷烴的同系列和同分異構(gòu)現(xiàn)象 一、烷烴的同系列 表2-1 一些烷烴的名稱和分子式 烷 烴 分子式 英文名 烷 烴 分子式 英 甲烷 CH4 methane 十一烷 C11H24 undecane 乙烷 C2H6 ethane 十二烷 C12H26 dodecane 丙烷 C3H8 propane 十三烷 C13H28 tridecane 丁烷 C4H10 butane 十四烷 C14H30 tetradecane 戊烷 C5H12 pentane 十五烷 C15H32 pentadecane 己烷 C

15、6H14 hexane 二十烷 C20H42 icosane 庚烷 C7H16 heptane 三十烷 C30H62 triacontane 辛烷 C8H18 octane 一百烷 C100H202 hectane壬烷 C9H20 nonane 葵烷 C10H22 decane 烷烴通式 CnH2n+2 從表21可知，符合一個(gè)通式，結(jié)構(gòu)相似、化學(xué)性質(zhì)也相似，物理性質(zhì)有規(guī)律變化的一系列化合物稱為同系列。符合烷烴通式的一系列化合物稱為烷烴的同系列。 二、烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象 分子式相同，而構(gòu)造式不同的異構(gòu)體稱為同分異構(gòu)體，又稱構(gòu)造異構(gòu)體。 對(duì)于低級(jí)烷烴的同分異構(gòu)體的數(shù)目和構(gòu)造式，可利用碳干的不同推導(dǎo)

16、出來(lái)。 例：寫出庚烷的同分異構(gòu)體的構(gòu)造式（僅寫碳干，省略氫原子）。 1、寫出庚烷的最長(zhǎng)（7個(gè)碳）直鏈?zhǔn)健?2、寫出少一個(gè)碳原子的直鏈?zhǔn)阶鳛橹麈?，把一個(gè)碳作支鏈（甲基），依次連在主鏈碳上，得二個(gè)異構(gòu)體。 3、寫出少二個(gè)碳原子的直鏈?zhǔn)阶鳛橹麈?，把二個(gè)碳當(dāng)作二個(gè)支鏈或當(dāng)作一個(gè)支鏈（乙基），依次連在主鏈碳上，得五個(gè)異構(gòu)體。4、寫出少三個(gè)碳原子的直鏈?zhǔn)阶鳛橹麈?，把三個(gè)碳當(dāng)作三個(gè)取代基，得一個(gè)異構(gòu)體。其它的都是重復(fù)的，不算數(shù)。 這樣，庚烷的同分異構(gòu)體有9個(gè)。用碳干式表示。 為了方便和清楚，可以用構(gòu)造式或簡(jiǎn)式表示。 或鋸架式表示。 三、伯、仲、叔和季碳原子與伯、仲、叔氫 與一個(gè)碳原子相連的稱為伯碳原子或一級(jí)

17、（primary）碳原子。 1°與二個(gè)碳原子相連的稱為仲碳原子或二級(jí)（secondary）碳原子。 2° 與三個(gè)碳原子相連的稱為叔碳原子或三級(jí)（tertiary）碳原子。 3° 與四個(gè)碳原子相連的稱為季碳原子或四級(jí)（quaternary）碳原子。 4° 伯碳上的氫為伯氫；仲碳上的氫為仲氫；叔碳上的氫為叔氫。 第二節(jié) 烷烴的命名一、普通命名法 由一到十個(gè)碳原子的烷烴分別用甲、乙、丙、丁葵烷表示。十一起用漢文數(shù)字表示。烷烴的英文名詞尾用-ane。 為了區(qū)別異構(gòu)體，分別用正（normal）、異（iso）、新（neo）某烷表示。例： 正己烷（n-hexane）

18、異己烷（i-hexane） 新己烷（neohexane） 為了學(xué)習(xí)系統(tǒng)命名法，先了解烷基的名稱。 二、烷基1、 小分子烷烴去掉一個(gè)氫原子剩下的原子團(tuán)稱為烷基；相應(yīng)的英文只需將詞尾“ane”改為“yl”。 表2-3 一價(jià)烷基的名稱 烷 基 中文名 英文名不 通用符號(hào) 2、去掉兩個(gè)氫原子的稱為亞基。 亞甲基 1，2亞乙基 亞乙基 1，3亞基 3、去掉三個(gè)氫原子的稱為次基。 次甲基 次乙基 三、系統(tǒng)命名法 中國(guó)化學(xué)會(huì)根據(jù)IUPAC命名法和結(jié)合漢字特點(diǎn)制定的原則。1、 選取主鏈選最長(zhǎng)碳鏈，且含取代基最多。2、 編號(hào)從靠近取代基最近的一端開(kāi)始編號(hào)，用1、2、3、等表示。3、 寫出取代基位次和名稱 小的在

19、前，大的在后；如有幾個(gè)相同的取代基合并一處。4、 支鏈上有小取代基時(shí)應(yīng)和名稱一起放在括號(hào)內(nèi)。5、 如有幾個(gè)不同的取代基時(shí)，按次序規(guī)則較優(yōu)的基團(tuán)寫在后面，簡(jiǎn)單基團(tuán)寫在前面。常見(jiàn)烷基的排列順序：甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<異戊基<異丁基<異丙基6、英文名稱中的一、二、三、四等數(shù)字用相應(yīng)的詞頭“mono”、“di”、“tri”、“tetra”等表示。例1： 2甲基4,5二乙基庚烷 4，5-diethyl-2-methylheptane 例2： 3-甲基-4-乙基-5-丙基壬烷 4-ethyl-3-methyl-5-propylnonane例3：

20、 2，3，9三甲基4丙基8異丙基5-（1，1二甲基丁基）十一烷 注:國(guó)外一些書上取代基的書寫次序與我國(guó)不同,他們是根據(jù)英文字母順序而排列。 第三節(jié) 烷烴的構(gòu)型一、碳原子的四面體概念范特霍夫和勒貝爾同時(shí)提出碳正四面體的概念。碳位于中心，四個(gè)原子或原子團(tuán)在四面體的頂點(diǎn)上。 例如：甲烷分子的構(gòu)型是正四面體。四個(gè)碳?xì)滏I的鍵長(zhǎng)都是0.109nm，鍵角為109°28。 常用凱庫(kù)勒模型和斯陶特模型來(lái)表示。二、碳原子的 SP³雜化 原子軌道雜化理論設(shè)想是: 基態(tài) 激發(fā)態(tài) 雜化軌道 每一個(gè)SP³ 雜化軌道占1/4S成分和3/4P成分，對(duì)稱軸之間互成109°28。三、雜化軌

21、道特點(diǎn)： 1、更強(qiáng)的方向性； 2、四個(gè)雜化軌道完全相等； 3、四個(gè)鍵之間盡可能遠(yuǎn)離。四、烷烴分子的形成 見(jiàn)書2426面；了解清楚。五、鍵的特點(diǎn)：電子云沿鍵軸近似于圓柱形對(duì)稱分布，成鍵的兩個(gè)原子可以圍繞著鍵軸自由旋轉(zhuǎn)。 六、分子立體結(jié)構(gòu)的表示方法 1、 契形透視式 2、鋸架透視式 3、紐曼（Newman M S）投影式 表示前面的碳原子及其鍵； 表示后面的碳原子及其鍵。 還有一種表示方法為費(fèi)歇爾投影式，詳見(jiàn)第六章。 第四節(jié) 烷烴的構(gòu)象 一、乙烷的構(gòu)象構(gòu)象：所謂構(gòu)象（conformation）是指在有一定構(gòu)造的分子通過(guò)單鍵的旋轉(zhuǎn)，形成各原子或原子團(tuán)的空間排列。乙烷的許多構(gòu)象中，交叉式或叫反疊式構(gòu)象

22、（antiperiplanar，簡(jiǎn)寫為ap）、重疊式或叫順疊式構(gòu)象（synperiplanar，簡(jiǎn)寫為sp）是兩種極限的構(gòu)象。 交叉式（反疊式） 重疊式（順疊式） 透視式 Newman式 交叉式構(gòu)象中三對(duì)氫原子距離最遠(yuǎn)，能量最低，最穩(wěn)定；重疊式構(gòu)象中三對(duì)氫原子的距離最近，能量最高，最不穩(wěn)定。由交叉式轉(zhuǎn)變?yōu)橹丿B式時(shí)吸收12.5kJ/mol的能量；由重疊式轉(zhuǎn)變?yōu)榻徊媸綍r(shí)會(huì)放出12.5kJ/mol的能量。 二、正丁烷的構(gòu)象 對(duì)位交叉式 鄰位交叉式 部分重疊式 全重疊式 反疊式 順錯(cuò)式 反錯(cuò)式 順疊式同乙烷一樣,正丁烷以C2C3單鍵旋轉(zhuǎn)時(shí)也有許多不同的構(gòu)象式,但是以上四種是主要構(gòu)象。全重疊式能量最高，

23、對(duì)位交叉式能量最低。 第五節(jié) 烷烴的物理性質(zhì)有機(jī)化合物的物理性質(zhì)一般包括狀態(tài)、相對(duì)密度、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、溶解度和折光率等。 1、物質(zhì)的狀態(tài) C14個(gè)碳的烷烴常態(tài)下是氣體；C516個(gè)碳的烷烴是液體；C17個(gè)碳以上的烷烴是固體。 2、沸點(diǎn)液體的沸點(diǎn)高低取決于分子間引力的大小；分子間的引力稱為范德華引力（靜電引力、誘導(dǎo)力、色散力）。正烷烴是非極性分子，引力是由色散力所產(chǎn)生的。正烷烴的沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)目增加而升高。正烷烴的沸點(diǎn)大于同數(shù)碳原子支鏈烷烴，支鏈越多，沸點(diǎn)越低。 例：沸點(diǎn)： 36.1 27.9 9.5 3、熔點(diǎn) 熔點(diǎn)的高低取決于分子排列緊密程度，排列越緊密，色散力越大，熔點(diǎn)越高。 正烷烴的熔點(diǎn)也是隨

24、碳原子個(gè)數(shù)增加而升高。 偶數(shù)碳原子烷烴熔點(diǎn)大于鄰位奇數(shù)烷烴。 直鏈烷烴的熔點(diǎn)大于支鏈烷烴。高度對(duì)稱的烷烴熔點(diǎn)在同數(shù)碳原子烷烴中最高。例： 熔點(diǎn)： -129.7 -159.9 -16.6 4、相對(duì)密度 隨碳原子數(shù)目的增加逐漸增大。 分子間引力增大，分子間的距離相應(yīng)減小，相對(duì)密度就增大。 5、溶解度 烷烴不溶于水，溶于某些非極性有機(jī)溶劑?？捎谩跋嗨葡嗳堋痹斫忉屩?。 例：石蠟不溶于水而溶于汽油。 思考題: P43-44 2、4、5、7 作 業(yè): P43-44 1、3、6、8 第六節(jié) 烷烴的化學(xué)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、還原劑等都不反應(yīng)?？捎米魅軇５谌紵⒏邷睾凸庹諘r(shí)可以發(fā)生一些

25、反應(yīng)。一、氧化反應(yīng)（oxidation reaction）這就是汽油和柴油作為內(nèi)燃機(jī)燃料的基本變化和根據(jù)。如果燃燒不完全，會(huì)產(chǎn)生大量CO，也就是煤氣中毒的主要原因。高級(jí)烷烴在催化劑作用下，可以發(fā)生部分氧化，生成高級(jí)脂肪酸，以工業(yè)化生產(chǎn)。二、熱裂反應(yīng)（pyrolysis reaction） 在高溫及無(wú)氧的條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)為熱裂反應(yīng)。 其它烷烴在8001100時(shí)熱裂產(chǎn)物主要是乙烯，其次是丙烯、丁烯、丁二烯等。 另一種是應(yīng)用催化劑的熱裂，稱為催化熱裂。三、鹵代反應(yīng)（helogenation reaction） 1、鹵素反應(yīng)活性 2、反應(yīng)條件除氟外，在常溫和黑暗中不發(fā)生鹵代反應(yīng)，在紫外光漫射或高

26、溫下氯和溴易發(fā)生反應(yīng)。3、甲烷的氯代反應(yīng) 甲烷的氯代往往生成四種產(chǎn)物的混合物，但是控制一定反應(yīng)條件和原料比，可使其中一種氯代物成為主要產(chǎn)品。400450，甲烷:氯氣=10:1 幾乎完全是一氯甲烷；400左右，甲烷:氯氣體=0.263:1 主要生成四氯化碳。4、其它烷烴的鹵代 （1）氯代 43 57在丙烷分子中伯氫有6個(gè)，仲氫2個(gè)，按理產(chǎn)率應(yīng)是3:1，這在高溫（450）時(shí)確實(shí)如此，但是在常溫下為43:57。通過(guò)計(jì)算就可以得出不同氫原子的反應(yīng)活性來(lái)。 仲氫 57/2 4 -= - 伯氫 43/6 1即： 仲氫和伯氫的相對(duì)活性為4:1同理，利用異丁烷的氯代可算出： 叔氫和伯氫的相對(duì)活性為5:1實(shí)驗(yàn)結(jié)

27、果也表明，叔氫、仲氫、伯氫在常溫條件下的相對(duì)活性為5:4:1。利用這一關(guān)系式可以計(jì)算出其他烷烴的氯代產(chǎn)率。 例： 1-氯丁烷 6 1 3-=-×-=-2-氯丁烷 4 4 8 1-氯甲烷=3÷（3+8）=27 2-氯甲烷=8÷（3+8）=72 ( 2 ) 溴代反應(yīng) 叔氫:仲氫:伯氫=1600:82:1 例： 叔丁烷的溴代反應(yīng) >99 痕跡 第七節(jié) 烷烴鹵代反應(yīng)歷程 一、甲烷的氯代歷程鏈引發(fā)(chain initiation)： 由光和熱提供能量，氯分子發(fā)生均裂，生成氯游離基。 鏈傳遞(chain propagation)： 每一步都消耗一個(gè)活潑質(zhì)點(diǎn)，有產(chǎn)生一個(gè)

28、新活潑質(zhì)點(diǎn)。 鏈終止： 活潑質(zhì)點(diǎn)被消耗，不再產(chǎn)生了。 二、鹵素對(duì)甲烷的相對(duì)反應(yīng)活性 以甲烷一鹵代為例說(shuō)明： （見(jiàn)P38頁(yè) 表26） 因氟代放熱太多，反應(yīng)太劇烈，難以控制；而碘代需要吸熱，反應(yīng)較難進(jìn)行，故一般講鹵代反應(yīng)主要是指氯代和溴代。她們的反應(yīng)活性為： 氟 > 氯 > 溴 > 碘反應(yīng)熱并不能完全反映反應(yīng)的活性大小,只有反應(yīng)的活化能才能真正反映反應(yīng)的活性.以甲烷第二步反應(yīng)為例: X·+ HCH3HX + ·CH3 鹵 素 Cl Br I E活kJ·mol-1 16.7 77.8 136.4 反應(yīng)所需活化能越小，反應(yīng)活性越大，故反應(yīng)活性有： 氯 &

29、gt; 溴 > 碘 三、烷烴對(duì)鹵代反應(yīng)的相對(duì)活性與烷基自由基的穩(wěn)定性 1、烷烴的鹵代反應(yīng)相對(duì)活性： 叔氫、仲氫、伯氫的活性次序是：3°>2°>1°； 2、各種烷基自由基形成的難易程度： 以甲烷、乙烷、丙烷、異丁烷形成自由基為例，觀察形成的難易程度。 鍵能越小，自由基越容易生成。 因?yàn)?°的鍵能 < 2°的鍵能 < 1°的鍵能 < 甲基自由基的鍵能，故有下面形成難易次序。 CH3·> 1°> 2°> 3° 3、烷基自由基的穩(wěn)定性 即三級(jí) >

30、; 二級(jí) > 一級(jí) > 甲基自由基 越穩(wěn)定的自由基越容易生成，這就解釋了烷烴分子中不同類形氫的反應(yīng)活性次序。 第八節(jié) 過(guò)渡態(tài)理論 1、反應(yīng)進(jìn)程： 始態(tài)（反應(yīng)物）過(guò)渡態(tài)終態(tài)（產(chǎn)物） 2、反應(yīng)位能變化： 見(jiàn)書P40頁(yè)圖214：反應(yīng)物A、BC處于能谷a點(diǎn)，產(chǎn)物AB、C處于能谷c點(diǎn)，過(guò)渡態(tài)ABC處于能壘b點(diǎn)。 3、反應(yīng)的活化能： 過(guò)渡態(tài)（b）和反應(yīng)物（a）之間的內(nèi)能差稱為反應(yīng)的活化能（activation energy）。用E活表示。也就是發(fā)生反應(yīng)所需要克服的能壘。 4、放熱或吸熱： 產(chǎn)物的能谷低于反應(yīng)物時(shí)為放熱反應(yīng)， 產(chǎn)物的能谷高于反應(yīng)物時(shí)為吸熱反應(yīng)。 5、甲烷氯代反應(yīng)的兩步反應(yīng)： 第一

31、步為吸熱反應(yīng) 第一步反應(yīng)的活化能 第二步為放熱反應(yīng) 第二步反應(yīng)的活化能 6、幾個(gè)重點(diǎn)介紹： 中間體：CH3·, R·處于能谷，可以分離出來(lái)，可證明其存在； 過(guò)渡態(tài)：ClHCH3處于能壘，不可以分離出來(lái)，無(wú)法證明其存在。 因?yàn)镋1>E2，故第一步反應(yīng)為決定速度的一步。 7、自由基結(jié)合： 自由基是活性中間體，結(jié)合時(shí)不需要活化能。 Cl·+ ·ClClCl 第九節(jié) 烷烴的制備一、偶聯(lián)反應(yīng)武慈合成法（1）制得的烷烴比原料鹵代烴的碳原子增加一倍；用的鹵代烷為溴代烷和碘代烷，并且是伯鹵代烷； 產(chǎn)率低，副反應(yīng)多，不能用仲、叔鹵代烷作原料。 2、柯?tīng)栘惙ǎ?陽(yáng)極

32、陰極六碳以上脂肪酸合成烷烴產(chǎn) 二、還愿反應(yīng) 鹵代烴、醇、醛、酮、羧酸及衍生物等還原得烷烴，將在以后的章節(jié)中介紹。 第十節(jié) 甲烷和天燃?xì)庖?、燃?天然氣的主要成分是甲烷，還含有其他烷烴。 甲烷存在于自然界中，是石油氣、天然氣、沼氣的主要成分。 無(wú)色、無(wú)味、溶于有機(jī)溶劑中；可用作熱源、化工原料。 1、燃燒 易燃燒、火焰呈青白色。 是煤礦中瓦斯爆炸的表現(xiàn)形式。 二、化工原料 1、當(dāng)甲烷不完全燃燒，生成炭黑。 2、部分氧化 3、裂解生成乙炔 甲烷經(jīng)過(guò)3000左右的電弧區(qū)，發(fā)生裂解反應(yīng)生成乙炔和氫氣。 4、生成合成氣 甲烷與水蒸汽混合在725 通過(guò)鎳催化劑，可以轉(zhuǎn)變?yōu)橐谎趸己蜌錃?；用?lái)合成氨、尿素、甲

33、醇等。 5、了解天然氣的儲(chǔ)藏、開(kāi)采、應(yīng)用。 思考題：P44-45 9、11、13 作 業(yè)：P44-45 10、12、14、15 第三章 單烯烴教學(xué)基本要求： 要求學(xué)生掌握單烯烴的結(jié)構(gòu)和命名，特別是同分異構(gòu)現(xiàn)象與構(gòu)形；掌握單烯烴的化學(xué)性質(zhì)；初步掌握親電加成反應(yīng)的歷程，學(xué)會(huì)用電子效應(yīng)、碳正離子的穩(wěn)定性去證明有機(jī)反應(yīng)規(guī)律；了解單烯烴的來(lái)源和制備方法，及其在工業(yè)生產(chǎn)上的重要意義。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)： 本章的重點(diǎn)是單烯烴的結(jié)構(gòu)、命名（包括順?lè)疵?、化學(xué)性質(zhì)和誘導(dǎo)效應(yīng)及其應(yīng)用、單烯烴的制備。難點(diǎn)是親電加成反應(yīng)歷程及其應(yīng)用，誘導(dǎo)效應(yīng)及其應(yīng)用。教學(xué)時(shí)數(shù)： 6學(xué)時(shí) 單烯烴是指分子中含有一個(gè)碳碳雙鍵（），符合通式的不

34、飽和開(kāi)鏈烴。 第一節(jié) 烯烴的結(jié)構(gòu) 1、烯烴的雙鍵特征：一個(gè)鍵和一個(gè)鍵。 2、雜化： 雜化軌道理論認(rèn)為，在成鍵時(shí)是一個(gè)S軌道和2個(gè)P軌道雜化，組成三個(gè)等同的雜化軌道。對(duì)稱軸之間成120º夾角。 3、乙烯分子的形成： 鍵 4個(gè)鍵 鍵 4、鍵的特點(diǎn)：（1） 鍵沒(méi)有對(duì)稱軸，不能自由旋轉(zhuǎn)；（2） 鍵不能自主成鍵，只能與共存；（3） 鍵不如鍵穩(wěn)定，容易破裂，故容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)；（4） 鍵的鍵能為264.4kJmol,比鍵的鍵345.6kJmol小；（5） C=C雙鍵的鍵長(zhǎng)0.134nm比C-C單鍵的鍵長(zhǎng)0.154nm更短。 5、丙烯的結(jié)構(gòu)： 第二節(jié) 烯烴的同分異構(gòu)和命名一、烯烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象除了

35、碳干異構(gòu)外，還有雙鍵的位置異構(gòu)以及由雙鍵引起的順?lè)串悩?gòu)。所以，烯烴的異構(gòu)現(xiàn)象比烷烴多。例：戊烯的異構(gòu) 所以，戊烯有6個(gè)異構(gòu)體。注意：如果在同一個(gè)雙鍵碳原子上聯(lián)有兩個(gè)相同的原子或原子團(tuán)時(shí)，則沒(méi)有順?lè)串悩?gòu)體。二、烯基 表3-1 烯基的名稱 烯基 中文名 英文名 三、烯烴的系統(tǒng)命名1、選主鏈（含雙鍵的最長(zhǎng)碳鏈）；2、編號(hào)（從靠近雙鍵的一端開(kāi)始）； 3、標(biāo)明雙鍵的位置（放在烯烴的前面）； 4、其它同烷烴相同，英文名稱只需將詞尾“ane”改為“ene”。 5、順、反命名法： 兩個(gè)相同的基團(tuán)在同一側(cè)時(shí)為順式，在兩側(cè)時(shí)為反式。 6、Z、E命名法： 兩個(gè)大基團(tuán)在同側(cè)時(shí)為（Z）構(gòu)型，在兩側(cè)時(shí)為（E）構(gòu)型。例：4

36、甲基3庚烯 寫出其構(gòu)型并命名。 （Z）-4甲基3庚烯 （E）-4甲基3庚 8、常見(jiàn)基團(tuán)的順序規(guī)則： （1）幾種原子的順序 IBrClSPONCDH (2) 幾種常見(jiàn)的烷基的順序 例：命名或?qū)懗鰳?gòu)造式（1） 命名：（E）-1-氯1溴2碘4甲基1己烯（2） （Z）-3甲基4乙基5-異丙基3辛烯 構(gòu)造式： 第三節(jié) 烯烴的物理性質(zhì) 烯烴的物理性質(zhì)與烷烴相似，見(jiàn)52頁(yè)表32。不多介紹。 但順?lè)串悩?gòu)體有點(diǎn)差異：沸點(diǎn)：順式反式 與分子的極性有關(guān)。熔點(diǎn)：反式順式 與分子的對(duì)稱性有關(guān)。 第四節(jié) 烯烴的化學(xué)性質(zhì) 一、親電加成1、 與酸的加成： （1）與鹵化氫的加成： a、鹵化氫活潑性次序： HIHBHCl b、不對(duì)稱烯烴加成： 遵守馬氏規(guī)則；即氫原子加在含氫較多的碳上，鹵原子加在含氫較少的碳上。 80 凡反應(yīng)中鍵的形成或斷裂，有兩種以上取向而有一主要產(chǎn)物生成者稱為區(qū)位選擇性。 馬爾科夫尼科夫規(guī)則是歷