第二章飽和烴：烷烴和環(huán)烷烴

1、1第二章第二章 飽和烴飽和烴:烷烴和環(huán)烷烴烷烴和環(huán)烷烴12.1烷烴和環(huán)烷烴的通式和構(gòu)造式烷烴和環(huán)烷烴的通式和構(gòu)造式12.2烷烴和環(huán)烷烴的命名烷烴和環(huán)烷烴的命名12.3烷烴和環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)12.4烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象12.5烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì)烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì)12.6烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)12.7烷烴和環(huán)烷烴的主要來源和制法烷烴和環(huán)烷烴的主要來源和制法2烴：由碳和氫兩種元素形成的有機(jī)物，也稱為碳烴：由碳和氫兩種元素形成的有機(jī)物，也稱為碳?xì)浠衔?。氫化合物。飽和脂肪烴（烷烴）：是指分子中的碳原子以單飽和脂肪烴（烷烴）：是指分子中的碳原子

2、以單鍵相連，其余的價(jià)鍵都與氫結(jié)合而成的化合物。鍵相連，其余的價(jià)鍵都與氫結(jié)合而成的化合物。CHHHHCHHHCHHHCHHHCHHCHHHCHHHCHHCHHCHHH甲烷（CH4） 乙烷（C2H6） 丙烷（C3H8） 丁烷（C4H10）32.1 烷烴和環(huán)烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的通式和構(gòu)造異構(gòu) 2.1.1 2.1.1 烷烴和環(huán)烷烴的通式烷烴和環(huán)烷烴的通式 2.1.2 2.1.2 烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)42.1.1 2.1.1 烷烴和環(huán)烷烴的通式烷烴和環(huán)烷烴的通式CHHHHCHHHCHHHCHHHCHHCHHHCHHHCHHCHHCHHH 甲烷甲烷 乙烷乙烷 丙烷丙烷

3、 丁烷丁烷烷烴的通式：烷烴的通式：CnH2n+2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2環(huán)丙烷環(huán)丙烷 環(huán)丁烷環(huán)丁烷 環(huán)戊烷環(huán)戊烷 環(huán)己烷環(huán)己烷環(huán)烷烴的通式：環(huán)烷烴的通式：CnH2n5同系列同系列：具有同一通式，具有同一通式，在組成上相差在組成上相差CHCH2 2或其或其倍數(shù)倍數(shù)的許多化合物，組成一個(gè)系列。同系列中的的許多化合物，組成一個(gè)系列。同系列中的各個(gè)化合物叫做各個(gè)化合物叫做同系物。同系物。同系物具有類似的化學(xué)性質(zhì)。同系物具有類似的化學(xué)性質(zhì)。注意：同系列中第一個(gè)化合物有特殊性。注意：同系列中第一個(gè)化合物有特殊性。62.1.

4、2 2.1.2 烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)分子式相同，由于分子內(nèi)分子式相同，由于分子內(nèi)原子間相互連接的順序原子間相互連接的順序（即構(gòu)造）（即構(gòu)造）不同不同造成的不同化合物，稱為造成的不同化合物，稱為構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)。不同的化合物互為。不同的化合物互為構(gòu)造異構(gòu)體。構(gòu)造異構(gòu)體。熔點(diǎn)熔點(diǎn) -135 -145沸點(diǎn)沸點(diǎn) -0.5 -11.7CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3CH3 由碳架不同引起的異構(gòu)，稱由碳架不同引起的異構(gòu)，稱碳架異構(gòu)碳架異構(gòu)。烷烴的構(gòu)造異構(gòu)均。烷烴的構(gòu)造異構(gòu)均屬于碳架異構(gòu)。如：屬于碳架異構(gòu)。如： 分子式相同的不同化合物稱為分子式相同的不同化合物稱為同分異構(gòu)體

5、。同分異構(gòu)體。這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。同分異構(gòu)現(xiàn)象。7表表2-1 2-1 烷烴構(gòu)造異構(gòu)的數(shù)目烷烴構(gòu)造異構(gòu)的數(shù)目碳原子數(shù)碳原子數(shù) 異構(gòu)體數(shù)異構(gòu)體數(shù) 碳原子數(shù)碳原子數(shù) 異構(gòu)體數(shù)異構(gòu)體數(shù)13181842935531075651543477920366319構(gòu)造異構(gòu)的數(shù)目是隨著碳原子數(shù)的增加而增加構(gòu)造異構(gòu)的數(shù)目是隨著碳原子數(shù)的增加而增加8CH3CH2CH2CH3CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH3戊烷戊烷CH3CH2CH2CH2CH2CH3（1）CH3CH2CH2CH3CH3CH（3）C H3C H3C H3C HC HC H3（4）CH3CH3CH3CH3CCH

6、2（5）CH3CH3CHCH2CH2CH3（2）己烷己烷3、再拿掉一個(gè)碳變成兩個(gè)甲基，放在主鏈不同位置上，得到(4)，(5)。4、支鏈長(zhǎng)度必須小于主鏈的一半，支鏈只能為甲基。1、先寫直鏈（1）。2、拿掉一個(gè)碳原子作為甲基，其余五個(gè)碳原子做主鏈，放在不同位置上得到(2)，(3) 。書寫碳架異構(gòu)體方法：9環(huán)烷烴異構(gòu)體（環(huán)烷烴異構(gòu)體（CnH2n）CH3CH2CH3CH3H3CCH3CH3有機(jī)化合物之所以數(shù)量眾多，其主要原因是存在異構(gòu)現(xiàn)象。有機(jī)化合物之所以數(shù)量眾多，其主要原因是存在異構(gòu)現(xiàn)象。102.2 2.2 烷烴和環(huán)烷烴的命名烷烴和環(huán)烷烴的命名 2.2.1 伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子伯、

7、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子 2.2.2 烷基和環(huán)烷基烷基和環(huán)烷基 2.2.3 烷烴的命名烷烴的命名 2.2.4 環(huán)烷烴的命名環(huán)烷烴的命名112.2.1 伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子碳原子的類型：碳原子的類型： 伯碳原子伯碳原子：（一級(jí)）跟：（一級(jí)）跟另外另外一個(gè)碳原子相連接一個(gè)碳原子相連接的的碳原子。碳原子。仲碳原子仲碳原子：（二級(jí)）跟另：（二級(jí)）跟另外外二個(gè)碳原子相連接二個(gè)碳原子相連接的碳的碳原子。原子。叔碳原子叔碳原子：（三級(jí)）跟另：（三級(jí)）跟另外外三個(gè)碳原子相連接三個(gè)碳原子相連接的碳的碳原子。原子。季碳原子季碳原子：（四級(jí)）跟另：（

8、四級(jí)）跟另外外四個(gè)碳原子相連接四個(gè)碳原子相連接的碳的碳原子。原子。CH3CH3CH3CH3CCCCHHHHHH伯伯(1)仲仲(2)叔叔(3)季季(4)12CH3CH3H3CCCCHHH1324環(huán)烷烴環(huán)烷烴與伯、仲、叔碳原子連接的氫原子，分別稱為伯、與伯、仲、叔碳原子連接的氫原子，分別稱為伯、仲、叔氫原子。仲、叔氫原子。132.2.2 2.2.2 烷基和環(huán)烷基烷基和環(huán)烷基烷烴和環(huán)烷烴分子從形式上烷烴和環(huán)烷烴分子從形式上去掉一個(gè)氫原子后余下的基團(tuán)去掉一個(gè)氫原子后余下的基團(tuán)分別稱為烷基和環(huán)烷基。分別稱為烷基和環(huán)烷基。烷基的通式：烷基的通式：C Cn nH H2n+12n+1，通常用通常用R R表示表

9、示。環(huán)烷基的通式：環(huán)烷基的通式： C Cn nH H2n-12n-1。 例如：CH4 CH3 甲基 CH3CH3 CH2CH3 乙基 CH3CH2CH3 CH2CH2CH3 正丙基14CH3CHCH3異丙基異丙基CH3CHCH2CH3異丁基異丁基(CH3)2CHCH2CH2異戊基異戊基(CH3)3C叔丁基叔丁基(CH3)3CCH2新戊基新戊基CH3CH2CH2CH2 正丁基正丁基CH3CH2CHCH3仲丁基仲丁基15環(huán)丙基環(huán)丁基環(huán)戊基環(huán)己基亞甲基亞甲基烷烴分子從形式上烷烴分子從形式上去掉兩個(gè)氫原子后余下的基團(tuán)去掉兩個(gè)氫原子后余下的基團(tuán)稱為亞甲基稱為亞甲基CH2CHCH3CH2CH2C(CH3)

10、2CH2(CH2)4CH2亞甲基亞乙基1，2亞乙基（或二亞甲基）亞異丙基1，6亞已基（或六亞甲基）162.2.3 2.2.3 烷烴的命名烷烴的命名（1 1）普通命名法（習(xí)慣命名法）普通命名法（習(xí)慣命名法）其其基本原則是基本原則是：（a a）含有含有1010個(gè)或個(gè)或1010個(gè)以下碳原子的直鏈烷烴，用天干順序個(gè)以下碳原子的直鏈烷烴，用天干順序甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸1010個(gè)字分別表示個(gè)字分別表示碳原子的數(shù)目，碳原子的數(shù)目，后面加烷字后面加烷字。例如：例如： CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 命名為正丁烷。命名為正丁烷。（

11、b b）含有含有1010個(gè)以上碳原子的直鏈烷烴，用個(gè)以上碳原子的直鏈烷烴，用十一、十二、十十一、十二、十三三等表示碳原子的數(shù)目。等表示碳原子的數(shù)目。（c c）以以“正正”、“異異”、“新新”等前綴區(qū)別不同的構(gòu)造異等前綴區(qū)別不同的構(gòu)造異構(gòu)體。構(gòu)體。17CH3CH2 CH2 CH2CH3 正戊烷 例如例如CH3CH3CH3CH CH2異戊烷新戊烷CH3CH3CH3CH3C18（2）衍生物命名法（很少用）衍生物命名法（很少用）以甲烷為母體，其它的烷烴都看作甲基的烷基衍生物。即甲烷的氫原子被烷基取代后所得的化合物。命名時(shí)，選擇有烷基最多的碳原子作為甲烷的碳原子，烷基則按次序規(guī)則列出，寫在母體甲烷之前。

12、次序規(guī)定“較優(yōu)”基團(tuán)后列出，如(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2CH2 CH3CH2 CH3 排列時(shí)順序由后向前。19例如例如CH3CHCH2CH3CH3二甲基乙基甲烷二甲基乙基甲烷CH3CHCH3CH3CH3CH2CH3C二甲基乙基異丙基甲烷二甲基乙基異丙基甲烷該命名法雖能清楚地表示分子的結(jié)構(gòu)，但是不能適用于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的烷烴的命名。目前文獻(xiàn)中已很少使用。20(3)(3)系統(tǒng)命名法（重點(diǎn)）系統(tǒng)命名法（重點(diǎn)）系統(tǒng)命名法是我國根據(jù)1892年日內(nèi)瓦國際化學(xué)會(huì)議首次擬定的系統(tǒng)命名原則。國際純粹與應(yīng)用化學(xué)聯(lián)合會(huì)（International Union of Pure and Applied

13、Chemistry 簡(jiǎn)稱IUPAC法）幾次修改補(bǔ)充后的命名原則，結(jié)合我國文字特點(diǎn)而制定的命名方法，又稱日內(nèi)瓦命名法或國際命名法。系統(tǒng)命名法則是一種普遍通用的命名方法。根據(jù)系統(tǒng)命名法，直鏈烷烴的命名與普通命名法基本一致。對(duì)于帶支鏈的烷烴，可以看作直鏈烷烴的烷基衍生物，命名命名時(shí)應(yīng)遵循下列原則：時(shí)應(yīng)遵循下列原則： 21(a)選擇最長(zhǎng)的、取代基最多的碳鏈為主鏈,把支鏈作為取代基。CH3CHCHCHCH2CH2CH3CH3CH3CHCH3CH2CH3CH3CHCHCH2CH3CH3CH3CHCH3CH2CH2錯(cuò)誤選擇錯(cuò)誤選擇正確選擇正確選擇CH3CHCHCHCH2CH3CH3CH3CHCH2CH2CH

14、3CH3正確選擇正確選擇錯(cuò)誤選擇錯(cuò)誤選擇22(b) 將主鏈上的碳原子從靠近支鏈的一端開始用阿拉伯?dāng)?shù)字編號(hào)；當(dāng)主鏈編號(hào)有幾種可能時(shí)，應(yīng)選擇支鏈具有“最低系列最低系列”的編號(hào)原則?！白畹拖盗小笔侵柑兼溡圆煌较蚓幪?hào)時(shí)，若有不止一種可能的系列，則需要順次逐項(xiàng)比較各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者為最低系列。支鏈所在的位置就以它所連接的原子的號(hào)數(shù)表示。CH3CHCHCH2CH3CH3CH3CH3CH2CH3CHCH 1 2 3 4 5 6 7CH3CHCHCH3CH3CH3CH2CH3CH1 2 3 4 5 623(c) 命名時(shí)將取代基的名稱寫在主鏈名稱名稱之前，取代基的位次用主鏈上碳鏈原子的編號(hào)

15、表示，寫在取代基之前，兩者之間用半字線“”相連。當(dāng)含有幾個(gè)不同的取代基時(shí)，取代基排列的順序，按次序規(guī)則所規(guī)定的“較優(yōu)”基團(tuán)后列出。當(dāng)含有幾個(gè)相同的取代基時(shí)，相同基團(tuán)合并，用二、三、四等表示其數(shù)目，并逐個(gè)標(biāo)明所在位次，位次號(hào)之間用“，”分開。CH3CHCH2CH2CH3CHCH3CH2CH2CH2CHCH2CH2CH3CH31 2 3 4 5 6 7 8 95丙基丙基4異丙基壬烷異丙基壬烷CH3CHCHCH2CH3CH3CH3CH2CH2CH2CHCH2CH33 2 19 8 7 6 5 43，7二甲基二甲基4乙基壬烷乙基壬烷24（d）如果烷烴比較復(fù)雜，在支鏈上還有取代基如果烷烴比較復(fù)雜，在支鏈

16、上還有取代基（復(fù)合基團(tuán)）（復(fù)合基團(tuán)）時(shí)，時(shí)，可用可用帶撇的數(shù)字標(biāo)明帶撇的數(shù)字標(biāo)明取代基在支鏈中的位次取代基在支鏈中的位次或把帶有或把帶有取代基的支鏈的全名放在括號(hào)中。取代基的支鏈的全名放在括號(hào)中。CH3CHCH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH2CH3C10 9 8 7 6 5 4 3 2 11 2 32甲基甲基51，1二甲基丙基癸烷二甲基丙基癸烷或或2甲基甲基5(1，1二甲基丙基二甲基丙基)癸烷癸烷252.2.4 2.2.4 環(huán)烷烴的命名環(huán)烷烴的命名單環(huán)脂環(huán)烴單環(huán)脂環(huán)烴 CH3CH3CH3CH3二環(huán)脂環(huán)烴二環(huán)脂環(huán)烴多環(huán)脂環(huán)烴多環(huán)脂環(huán)烴金剛烷金剛烷立方烷立方烷棱晶

17、烷棱晶烷環(huán)烷烴的分類環(huán)烷烴的分類26（1 1）單環(huán)環(huán)烷烴）單環(huán)環(huán)烷烴v其命名與烷烴相似，是在相應(yīng)的烷烴其命名與烷烴相似，是在相應(yīng)的烷烴名稱之前冠以名稱之前冠以“環(huán)環(huán)”字，稱為字，稱為“環(huán)某烷環(huán)某烷”。v如果環(huán)上不止一個(gè)取代基時(shí)，將成環(huán)碳原子編號(hào)。編號(hào)如果環(huán)上不止一個(gè)取代基時(shí)，將成環(huán)碳原子編號(hào)。編號(hào)時(shí)時(shí)按次序規(guī)則給按次序規(guī)則給“較優(yōu)基團(tuán)較優(yōu)基團(tuán)” 以較大的編號(hào)以較大的編號(hào)，且使所有取，且使所有取代基的編號(hào)盡可能小。代基的編號(hào)盡可能小。v當(dāng)環(huán)上的碳原子數(shù)比環(huán)相連碳鏈的原子數(shù)少時(shí)，或碳鏈當(dāng)環(huán)上的碳原子數(shù)比環(huán)相連碳鏈的原子數(shù)少時(shí)，或碳鏈連有多個(gè)環(huán)時(shí)，通常以碳鏈為母體，連有多個(gè)環(huán)時(shí)，通常以碳鏈為母體，環(huán)

18、作為取代基環(huán)作為取代基來命名。來命名。環(huán)烷烴的命名環(huán)烷烴的命名通常所指的環(huán)烷烴為單環(huán)環(huán)烷，本節(jié)介紹單環(huán)烷通常所指的環(huán)烷烴為單環(huán)環(huán)烷，本節(jié)介紹單環(huán)烷烴和一些二環(huán)烷烴的命名。烴和一些二環(huán)烷烴的命名。27CH3CH2CHCH2CH33環(huán)丁基戊烷環(huán)丁基戊烷1,3二環(huán)己烷丙烷二環(huán)己烷丙烷CH3CH312345CH(CH3)31,2二甲基二甲基3異丙基環(huán)戊烷異丙基環(huán)戊烷CH3CH312341,2二甲基環(huán)丁烷二甲基環(huán)丁烷CH31234CH2CH3561甲基甲基3乙基環(huán)己烷乙基環(huán)己烷28（2 2）二環(huán)環(huán)烷烴）二環(huán)環(huán)烷烴聯(lián)二環(huán)己烷聯(lián)二環(huán)己烷（聯(lián)環(huán)烷烴）（聯(lián)環(huán)烷烴）螺螺4.4壬烷壬烷（螺環(huán)烷烴）（螺環(huán)烷烴）二環(huán)二

19、環(huán)4.4.0癸烷癸烷（十氫化萘）（十氫化萘）（稠環(huán)烷烴）（稠環(huán)烷烴）二環(huán)二環(huán)2.2.2辛烷辛烷（橋環(huán)烷烴）（橋環(huán)烷烴）29（a a）橋環(huán)烷烴橋環(huán)烷烴12345 678CH2CH2CHCH2CH2CH2CHCH212345678式中兩環(huán)共用的叔碳原子（式中兩環(huán)共用的叔碳原子（1，5）稱為）稱為“橋頭橋頭”從一個(gè)橋頭到另外一個(gè)橋頭的鏈或鍵稱為從一個(gè)橋頭到另外一個(gè)橋頭的鏈或鍵稱為“橋橋”或或“橋路橋路”此例中有三個(gè)橋，即碳鏈此例中有三個(gè)橋，即碳鏈234，碳鏈，碳鏈67和碳鏈和碳鏈8環(huán)數(shù)的確定：斷幾個(gè)環(huán)數(shù)的確定：斷幾個(gè)C-C可成開可成開鏈化合物，即為幾環(huán)鏈化合物，即為幾環(huán).30命名原則命名原則v確定母

20、體名稱：按成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為確定母體名稱：按成環(huán)碳原子的總數(shù)稱為“某烷某烷”。v注明環(huán)數(shù)：以注明環(huán)數(shù)：以“二環(huán)二環(huán)”作詞頭，放在母體名稱前面。作詞頭，放在母體名稱前面。 v注明橋的結(jié)構(gòu)：將注明橋的結(jié)構(gòu)：將各橋各橋所含所含碳原子數(shù)碳原子數(shù)按由多到少按由多到少的次的次序用數(shù)字表示，放在詞頭和母體之間的序用數(shù)字表示，放在詞頭和母體之間的方括號(hào)中方括號(hào)中，在數(shù)，在數(shù)字之間的右下角用小圓點(diǎn)字之間的右下角用小圓點(diǎn)“. .”隔開。隔開。v編號(hào)：從一個(gè)編號(hào)：從一個(gè)橋頭開始橋頭開始循環(huán)循環(huán)最長(zhǎng)的橋最長(zhǎng)的橋編到編到另一橋頭另一橋頭，然后再循然后再循余下的最長(zhǎng)余下的最長(zhǎng)的橋編回到起始橋頭。的橋編回到起始橋頭。最短

21、的橋最最短的橋最后后編號(hào)，且仍從編號(hào)，且仍從起始橋頭一端的碳原子開始編號(hào)。起始橋頭一端的碳原子開始編號(hào)。31母體名母體名幾環(huán)幾環(huán)n1.n2.n3. 某烷某烷環(huán)的數(shù)目環(huán)的數(shù)目各橋上碳數(shù)由各橋上碳數(shù)由大到小排大到小排全部環(huán)上碳全部環(huán)上碳原子數(shù)原子數(shù)12345 678二環(huán)二環(huán)3.2.1辛烷辛烷二環(huán)二環(huán)4.1.0庚烷（稠環(huán)烷烴）庚烷（稠環(huán)烷烴）32C2H5CHCH3CH2CH3123456782，8二甲基二甲基1乙基二環(huán)乙基二環(huán)3.2.1辛烷辛烷12345677，7二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)2.2.1庚烷庚烷33（b b）螺環(huán)烷烴螺環(huán)烷烴v兩個(gè)碳環(huán)共有的碳原子稱為兩個(gè)碳環(huán)共有的碳原子稱為螺原子螺原子v以以“

22、螺螺”作為詞頭，按成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為作為詞頭，按成環(huán)的碳原子總數(shù)稱為“某烷某烷”。v用用方括號(hào)中方括號(hào)中的阿拉伯?dāng)?shù)字，分別標(biāo)明的阿拉伯?dāng)?shù)字，分別標(biāo)明兩個(gè)碳環(huán)兩個(gè)碳環(huán)除螺原子外除螺原子外所包含的碳原子數(shù)所包含的碳原子數(shù)，但順序是，但順序是由小環(huán)到大環(huán)由小環(huán)到大環(huán)，數(shù)字之間用下，數(shù)字之間用下角角圓點(diǎn)分開圓點(diǎn)分開。v編號(hào)的順序是編號(hào)的順序是由較小環(huán)由較小環(huán)中與中與螺原子相鄰的碳原子開始螺原子相鄰的碳原子開始，沿沿小環(huán)編號(hào)小環(huán)編號(hào)，然后然后通過螺原子通過螺原子而到而到較大的環(huán)較大的環(huán)。若環(huán)上有支鏈時(shí)，。若環(huán)上有支鏈時(shí)，支鏈的命名與橋環(huán)烷烴中的命名相同。支鏈的命名與橋環(huán)烷烴中的命名相同。螺螺5.5十一

23、烷十一烷螺螺2.4庚烷庚烷CH3132456785甲基螺甲基螺3.4辛烷辛烷習(xí)題2.7342.3 2.3 烷烴和環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴和環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) 2.3.1 鍵的形成及其特性鍵的形成及其特性 2.3.2 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性352.3.1 2.3.1 鍵的形成及其特性鍵的形成及其特性甲烷的正四面體型甲烷的正四面體型C1H2H3H4H5109.5甲烷楔形結(jié)構(gòu)甲烷楔形結(jié)構(gòu)甲烷的球棒模型甲烷的比例模型spsp3 3雜化軌道成鍵雜化軌道成鍵36C C均以均以spsp3 3雜化軌道成鍵雜化軌道成鍵，價(jià)鍵分呈四面體形。，價(jià)鍵分呈四面體形。由于由于鍵可以自由旋轉(zhuǎn)鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，所以

24、烷烴的結(jié)構(gòu)不像我，所以烷烴的結(jié)構(gòu)不像我們所寫的那樣一成不變，而是運(yùn)動(dòng)的，們所寫的那樣一成不變，而是運(yùn)動(dòng)的，一般以鋸一般以鋸齒形存在齒形存在。并且在平衡位置不斷振動(dòng)。例如丁烷。并且在平衡位置不斷振動(dòng)。例如丁烷的分子。的分子。烷烴中只有烷烴中只有 CC CC 鍵和鍵和 CH CH 鍵。是非極性鍵鍵。是非極性鍵。丁烷球棒模型丁烷比例模型丁烷鋸齒形37CH3CH2CH3109.5環(huán)丙烷CC是彎曲鍵，與正常的鍵相比，軌道交蓋的程度較小，因此比一般的鍵容易斷裂。這種由于鍵角偏離正常鍵角而引起的張力叫做角張力。它是一種恢復(fù)正常鍵角的力。環(huán)丙烷的張力較大，是容易破壞的一個(gè)重要原因。2.3.2 2.3.2 環(huán)烷

25、烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性環(huán)烷烴的穩(wěn)定性與環(huán)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。環(huán)烷烴的穩(wěn)定性與環(huán)的結(jié)構(gòu)有關(guān)。環(huán)丙烷為平面結(jié)構(gòu)105.538燃燒熱燃燒熱是指是指1 1molmol化合物完全燃燒生成二氧化碳和水所放出化合物完全燃燒生成二氧化碳和水所放出的熱量。的熱量。其大小反映分子能量的高低，其大小反映分子能量的高低，是提供有關(guān)化合物是提供有關(guān)化合物相對(duì)穩(wěn)定性的根據(jù)。相對(duì)穩(wěn)定性的根據(jù)。 名稱 每個(gè)亞甲基的燃燒熱(KJ.mol-1) 環(huán)丙烷 697 環(huán)丁烷 686 環(huán)戊烷 664 環(huán)己烷環(huán)己烷 659 環(huán)庚烷 662 環(huán)辛烷 664 環(huán)壬烷 665 環(huán)癸烷 664 開鏈烷烴開鏈烷烴 65939其他環(huán)烷烴

26、的結(jié)構(gòu)其他環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)環(huán)丁烷環(huán)戊烷蝴蝶型信封型組成環(huán)的原子不在一個(gè)平面上。環(huán)已烷最穩(wěn)定。7-12碳環(huán)也不穩(wěn)定。特大環(huán)如22碳環(huán)和環(huán)已烷一樣穩(wěn)定。環(huán)二十二烷立體形象（無張力）402.4 2.4 烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象2.4.1 2.4.1 乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象2.4.2 2.4.2 丁烷的構(gòu)象丁烷的構(gòu)象2.4.3 2.4.3 環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)己烷的構(gòu)象2.4.4 2.4.4 取代環(huán)己烷的構(gòu)象取代環(huán)己烷的構(gòu)象41術(shù)語說明分子結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象分子結(jié)構(gòu)包括構(gòu)造、構(gòu)型和構(gòu)象。分子的構(gòu)造：分子內(nèi)各分子的構(gòu)造：分子內(nèi)各原子間成鍵的順序原子間成鍵的順序分子的構(gòu)型：具有一定構(gòu)造的分子中分子的

27、構(gòu)型：具有一定構(gòu)造的分子中各原各原子在空子在空間的排列方式間的排列方式。分子的構(gòu)象：由于分子的構(gòu)象：由于圍繞圍繞單鍵旋轉(zhuǎn)單鍵旋轉(zhuǎn)而引起的分子中而引起的分子中各各原子在空間不同的排列方式原子在空間不同的排列方式。42 構(gòu)象對(duì)有機(jī)化合物的性質(zhì)和反應(yīng)有重要影響，在某些情況下甚至起著重要的作用，因此，熟悉有機(jī)化合物分子的構(gòu)象是非常必要的。 把研究構(gòu)象平衡中異構(gòu)體的含量與能量之間的關(guān)系，以及構(gòu)象對(duì)分子的物理性質(zhì)和化學(xué)行為的影響等，稱為構(gòu)象分析。 由于繞單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的異構(gòu)體，稱為構(gòu)象異構(gòu)體，簡(jiǎn)稱異象體，或稱旋轉(zhuǎn)異構(gòu)體。43構(gòu)象的幾種表示形式構(gòu)象的幾種表示形式 CHHHCHHHCCHHHHHHH2H2H2

28、H2H2H2楔形式楔形式 透視式（鋸齒式）透視式（鋸齒式） 紐曼投影式紐曼投影式 表示前碳表示前碳 表示后碳表示后碳 2.4.1 2.4.1 乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象44紐曼投影式紐曼投影式 重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象 交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象透視式表示乙烷的構(gòu)象透視式表示乙烷的構(gòu)象重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象 交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象乙烷分子有無數(shù)多的構(gòu)象，交叉式和重疊式是兩種極限構(gòu)象極限構(gòu)象。45乙烷分子各種構(gòu)象的能量曲線乙烷分子各種構(gòu)象的能量曲線重疊式重疊式重疊式重疊式交叉式交叉式交叉式交叉式交叉式交叉式優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象：優(yōu)勢(shì)構(gòu)象：構(gòu)象平衡體系中構(gòu)象平衡體系中能量最低含量最高能量最低含量最高的構(gòu)象異構(gòu)體。

29、又的構(gòu)象異構(gòu)體。又稱稱穩(wěn)定構(gòu)象。穩(wěn)定構(gòu)象。能差能差12.6kJ.mol-1462.4.2 丁烷的構(gòu)象丁烷的構(gòu)象C2-C3旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)47丁烷丁烷C(2)-C(3)鍵旋轉(zhuǎn)引起的各構(gòu)象的能量變化鍵旋轉(zhuǎn)引起的各構(gòu)象的能量變化優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象對(duì)位交叉式對(duì)位交叉式鄰位交叉式鄰位交叉式全重疊式全重疊式部分重疊式部分重疊式有扭轉(zhuǎn)張力，非鍵張力482.4.3 2.4.3 環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)己烷的構(gòu)象環(huán)已烷椅型排列 船型排列環(huán)已烷椅型和船型構(gòu)象椅型構(gòu)象更穩(wěn)定椅型構(gòu)象更穩(wěn)定49HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH0.250nm234561123456相鄰碳上的C-H鍵全部為交叉式HHHHHHHHHHHHHHHHH

30、HHHHH2345611234560.183nm相鄰碳上的C-H全部為重疊式交叉式穩(wěn)定重疊式，有扭轉(zhuǎn)張力小于0.24nm范德華半徑,有非鍵張力或排斥力50平伏鍵（平伏鍵（e e鍵）與直立鍵（鍵）與直立鍵（a a鍵）鍵）在椅式構(gòu)象中在椅式構(gòu)象中C-HC-H鍵分為兩類鍵分為兩類。第一類六個(gè)。第一類六個(gè)C-HC-H鍵與分子的鍵與分子的對(duì)稱軸平行，叫做對(duì)稱軸平行，叫做直立鍵或直立鍵或a a鍵鍵（其中三個(gè)向環(huán)平面（其中三個(gè)向環(huán)平面上方上方伸展，另外三個(gè)向環(huán)平面伸展，另外三個(gè)向環(huán)平面下方下方伸展）；第二類六個(gè)伸展）；第二類六個(gè)C-HC-H鍵鍵與直立鍵形成接近與直立鍵形成接近109.5109.5的夾角的夾角

31、，平伏著向環(huán)外伸展，平伏著向環(huán)外伸展，叫做叫做平伏鍵或平伏鍵或e e鍵鍵。如下圖所示：。如下圖所示： HHHHHHHHHHHH環(huán)己烷的直立鍵和平伏鍵平伏鍵直立鍵對(duì)稱軸51HHHHHH對(duì)稱軸HHHHHHHHHHHHHHHHHHae對(duì)稱軸ae鍵鍵鍵鍵兩個(gè)椅式構(gòu)象的互相轉(zhuǎn)變椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)椅型構(gòu)象的翻轉(zhuǎn)兩種椅型構(gòu)象是兩種椅型構(gòu)象是等同的分子等同的分子.注意：原來的直立鍵和平伏鍵都相互轉(zhuǎn)變。52兩種椅型構(gòu)象是兩種兩種椅型構(gòu)象是兩種不同結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)的分子的分子.烷基連在烷基連在a鍵上的構(gòu)象具有較高的能量鍵上的構(gòu)象具有較高的能量,比較不穩(wěn)定比較不穩(wěn)定平衡體系中平衡體系中e鍵烷基環(huán)己烷占鍵烷基環(huán)己烷占95%,

32、a鍵的占鍵的占5%2.4.4 2.4.4 取代環(huán)己烷的構(gòu)象取代環(huán)己烷的構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象優(yōu)勢(shì)構(gòu)象R在a鍵和e鍵53取代基在取代基在e鍵上的構(gòu)象較穩(wěn)定鍵上的構(gòu)象較穩(wěn)定.若有多個(gè)取代基若有多個(gè)取代基,往往是往往是 e 鍵鍵取代基最多取代基最多的構(gòu)象最穩(wěn)定的構(gòu)象最穩(wěn)定.若環(huán)上有不同取代基若環(huán)上有不同取代基,則則體積體積大的取代基連在大的取代基連在 e鍵鍵上的構(gòu)象上的構(gòu)象最穩(wěn)定。最穩(wěn)定。HHCCH3CH3H3CC(CH3)30.01%99.99%習(xí)題；2.12，2.13542.5 2.5 烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì)烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì)2.5.1 沸點(diǎn)沸點(diǎn)2.5.2 熔點(diǎn)熔點(diǎn)2.5.3 相對(duì)密度相對(duì)密度2.5.

33、4 溶解度溶解度2.5.5 折射率折射率物理常數(shù)物理常數(shù)已知化合物的鑒定已知化合物的鑒定不同化合物的分離不同化合物的分離測(cè)定測(cè)定利利 用用552.5.1 沸點(diǎn)（直鏈烷烴）沸點(diǎn)（直鏈烷烴）直鏈烷烴直鏈烷烴 隨著烷烴相對(duì)分子量的增加，分子間的作用力也隨著烷烴相對(duì)分子量的增加，分子間的作用力也增加，其沸點(diǎn)也相應(yīng)增高。增加，其沸點(diǎn)也相應(yīng)增高。56帶支鏈的烷烴沸點(diǎn)帶支鏈的烷烴沸點(diǎn)同數(shù)碳原子同數(shù)碳原子的構(gòu)造異構(gòu)體中的構(gòu)造異構(gòu)體中支鏈增多，則分子趨向支鏈增多，則分子趨向球形，使分子不能像正烷烴那樣接近，分子間作用力也球形，使分子不能像正烷烴那樣接近，分子間作用力也就減弱，所以在較低的溫度下，就可以克服分子間

34、引力就減弱，所以在較低的溫度下，就可以克服分子間引力而沸騰。而沸騰。同數(shù)碳原子的構(gòu)造異構(gòu)體中，分子的支鏈越多，則沸同數(shù)碳原子的構(gòu)造異構(gòu)體中，分子的支鏈越多，則沸點(diǎn)越低點(diǎn)越低。 例如：例如： 正戊烷的沸點(diǎn)：正戊烷的沸點(diǎn)：36.1 異戊異戊烷的沸點(diǎn)：烷的沸點(diǎn)：27.9 新戊烷的沸點(diǎn)：新戊烷的沸點(diǎn)： 9.557 基本上隨分子量的增基本上隨分子量的增加而增加。（奇數(shù)和偶加而增加。（奇數(shù)和偶數(shù)碳）數(shù)碳） 烷烴的熔點(diǎn)變化是因烷烴的熔點(diǎn)變化是因?yàn)榫w分子間的作用力為晶體分子間的作用力不僅取決于分子的大不僅取決于分子的大 小，也取決于他們?cè)诰?，也取決于他們?cè)诰Ц裰械呐帕?。格中的排列?.5.2 熔點(diǎn)熔點(diǎn)直鏈

35、烷烴的熔點(diǎn)與分子中所含直鏈烷烴的熔點(diǎn)與分子中所含碳原子數(shù)目的關(guān)系碳原子數(shù)目的關(guān)系 分子的分子的對(duì)稱性對(duì)稱性增加，它們?cè)诰Ц裰械呐帕性骄o密，熔增加，它們?cè)诰Ц裰械呐帕性骄o密，熔點(diǎn)也越高。點(diǎn)也越高。解釋:正戊烷-129.8 ,異戊烷-159.9 ,新戊烷-16.8 582.5.3 2.5.3 相對(duì)密度相對(duì)密度隨著相對(duì)分子量的增加而有所增加隨著相對(duì)分子量的增加而有所增加, ,最后接近最后接近0.80.8左右左右. . 作用力隨著分子質(zhì)量的增加而增加，使分子間的距離相對(duì)作用力隨著分子質(zhì)量的增加而增加，使分子間的距離相對(duì)地減少的緣故。地減少的緣故。2.5.4 2.5.4 溶解度溶解度 烷烴不溶于水，而易

36、溶于四氯化碳烷烴不溶于水，而易溶于四氯化碳“結(jié)構(gòu)相似者相溶結(jié)構(gòu)相似者相溶”2.5.5 2.5.5 折射率折射率折射率的大小是與有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)的。在一定波長(zhǎng)折射率的大小是與有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)有關(guān)的。在一定波長(zhǎng)的光源和一定的溫度條件下測(cè)得的折射率，對(duì)確定的化合的光源和一定的溫度條件下測(cè)得的折射率，對(duì)確定的化合物是一個(gè)常數(shù)，是化合物所固有的特性。物是一個(gè)常數(shù)，是化合物所固有的特性。習(xí)題：2.14，2.15592.6.1 2.6.1 自由基取代反應(yīng)自由基取代反應(yīng)2.6.2 2.6.2 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)2.6.3 2.6.3 異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)2.6.4 2.6.4 裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)2.6.5 2

37、.6.5 小環(huán)環(huán)烷烴的加成反應(yīng)小環(huán)環(huán)烷烴的加成反應(yīng)2.6 2.6 烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)60 鍵鍵能大，鍵鍵能大，C-HC-H鍵極性又小，故鍵極性又小，故烷烴化學(xué)性質(zhì)烷烴化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定穩(wěn)定。一般在常溫下與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、還原。一般在常溫下與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、氧化劑、還原劑都不反應(yīng)。劑都不反應(yīng)。結(jié)構(gòu)與性質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 烷烴分子中只含烷烴分子中只含C-CC-C單鍵和單鍵和C-HC-H單鍵，是單鍵，是鍵鍵. .-鍵鍵烷烴非常穩(wěn)定，一般不易反應(yīng)，但是烷烴非常穩(wěn)定，一般不易反應(yīng)，但是在高溫、光照、及催在高溫、光照、及催化劑存在下，化劑存在下，也可反應(yīng)。也可反應(yīng)。 612.6.1 2.6.

38、1 自由基取代反應(yīng)自由基取代反應(yīng) 烷烴和環(huán)烷烴分子中的氫原子被其他原子或基團(tuán)所取烷烴和環(huán)烷烴分子中的氫原子被其他原子或基團(tuán)所取代的反應(yīng)，稱為代的反應(yīng)，稱為取代反應(yīng)取代反應(yīng)。通過自由基取代分子中氫原通過自由基取代分子中氫原子的反應(yīng)子的反應(yīng)，稱為，稱為自由基取代反應(yīng)自由基取代反應(yīng)。 （1 1）鹵化反應(yīng)）鹵化反應(yīng) 在在光、熱或催化劑的作用光、熱或催化劑的作用下，烷烴或環(huán)烷烴（小環(huán)烷下，烷烴或環(huán)烷烴（小環(huán)烷烴除外）分子中的烴除外）分子中的氫原子被鹵原子取代氫原子被鹵原子取代，生成烴的鹵素衍，生成烴的鹵素衍生物和鹵化氫。生物和鹵化氫。CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HCl420C氯乙烷Cl2+HC

39、l+氯（代）環(huán)戊烷Cl62(2)(2)鹵化的反應(yīng)機(jī)理鹵化的反應(yīng)機(jī)理 在室溫、黑暗中不反應(yīng)；在室溫、黑暗中不反應(yīng)； 高于高于250發(fā)生反應(yīng)；發(fā)生反應(yīng)； 在室溫下如有光存在能發(fā)生反應(yīng)；在室溫下如有光存在能發(fā)生反應(yīng)； 用光引發(fā)反應(yīng)，吸收一個(gè)光子就能產(chǎn)生幾千個(gè)氯甲烷分子；用光引發(fā)反應(yīng)，吸收一個(gè)光子就能產(chǎn)生幾千個(gè)氯甲烷分子； 如有氧或有一些能捕捉自由基的雜質(zhì)存在，反應(yīng)有一個(gè)誘導(dǎo)如有氧或有一些能捕捉自由基的雜質(zhì)存在，反應(yīng)有一個(gè)誘導(dǎo)期，誘導(dǎo)期時(shí)間長(zhǎng)短與存在這些雜質(zhì)多少有關(guān)。期，誘導(dǎo)期時(shí)間長(zhǎng)短與存在這些雜質(zhì)多少有關(guān)。甲烷鹵代反應(yīng)機(jī)理是基于如下反應(yīng)事實(shí)提出的，較成熟機(jī)理。甲烷鹵代反應(yīng)機(jī)理是基于如下反應(yīng)事實(shí)提出的

40、，較成熟機(jī)理。反應(yīng)機(jī)理：化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑或過程。研究反應(yīng)機(jī)理的目的是掌握反應(yīng)規(guī)律，更好控制和利用反應(yīng)。63引發(fā)：引發(fā)：Cl Cl + 能量能量 Cl + Cl (氯原子氯原子,氯自由基氯自由基)增長(zhǎng)增長(zhǎng) Cl + H CH3 HCl + CH3 (甲基自由基甲基自由基) CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl .終止終止 Cl + Cl Cl2 CH3 + CH3 CH3CH3 Cl + CH3 CH3Cl .自由基反應(yīng)機(jī)理：反應(yīng)分為三個(gè)過程64（3 3）鹵化反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定性）鹵化反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定性CH3CH2CH3Cl2 光298K CCl4CH3CH2CH2ClCH

41、3CHCH3+Cl正丙基氯正丙基氯45% 異丙基氯異丙基氯55%設(shè)設(shè):伯氫原子活潑性為伯氫原子活潑性為1,仲氫原子相對(duì)活潑性為仲氫原子相對(duì)活潑性為x: 55/45=2x/6 x4145 . 75 .27=6/452/55伯氫仲氫則在室溫下伯,仲,叔氫原子的反應(yīng)活性:1:4:5.產(chǎn)物混合，復(fù)雜，一般不用氯代來制備鹵代烴產(chǎn)物混合，復(fù)雜，一般不用氯代來制備鹵代烴65CH3CHCH3CH3+ Cl2CH3CH3CH3CCl +CH3CHCH3CH2Cl叔丁基氯叔丁基氯36% 異丁基氯異丁基氯64%設(shè)設(shè)y為叔氫原子的相對(duì)活潑性為叔氫原子的相對(duì)活潑性則則: 36/64 = y/9 y=5.06烷烴烷烴H被

42、鹵代的活性順序：叔被鹵代的活性順序：叔H仲仲H伯伯H66甲烷氯代反應(yīng)過程的能量變化甲烷氯代反應(yīng)過程的能量變化反應(yīng)熱反應(yīng)熱反應(yīng)物與產(chǎn)物之間的能量差反應(yīng)物與產(chǎn)物之間的能量差( H).負(fù)值為放熱負(fù)值為放熱.用鍵離解能估算用鍵離解能估算. CH3-H + Cl-Cl CH3-Cl + H-Cl 435 243 349 431 678 780 H=678-780= -102 kI/mol CH3-H + Br-Br CH3-Br + H-Br 435 192 293 366 627 659 H=627-659= -32 kI/mol說明說明:比較比較反應(yīng)熱反應(yīng)熱 ,溴代反應(yīng)比氯代反應(yīng)緩慢溴代反應(yīng)比氯代反

43、應(yīng)緩慢.67(1) Cl-Cl 2Cl 243 H= + 243 kI/mol(2) Cl + H-CH3 H-Cl + CH3 435 431 H= + 4 kI/mol(3) CH3 + Cl-Cl CH3-Cl + Cl 243 349 H= -106 kI/mol決定反應(yīng)快慢的關(guān)鍵步驟。自由基中間體68總總： Cl + H-CH3 CH3-Cl + Cl 能量變化能量變化69CH3HCH3HCH3CH2HCH3CHCH3HHCH3CH2HCH3CHCH3HCCH3HCH3CH3CCH3CH3CH3H=435.1kJ/molH=410kJ/molH=397.5kJ/molH=380.7k

44、J/mol+C-HC-H均裂解離能：均裂解離能：不同不同H被取代活性與被取代活性與C-H解離能有關(guān)解離能有關(guān)形成各烷基自由基所需的能量形成各烷基自由基所需的能量: CH3 1 R (伯烷基自由基伯烷基自由基) 2 R 3 R 70不同不同H被取代活性與自由基穩(wěn)定性有關(guān)被取代活性與自由基穩(wěn)定性有關(guān)自由基取代反應(yīng)關(guān)鍵步驟：自由基中間體能量E1E2CH3CH2CH3+ClCH3CH2CH2CH3CHCH3CH3CH2CH3+Cl+HCl+HCl生成CH3CH2CH2 的反應(yīng)進(jìn)程生成CH3CHCH3的反應(yīng)進(jìn)程過渡態(tài)過渡態(tài)()過渡態(tài)過渡態(tài)()CH3CH2CH2HCl過渡態(tài)過渡態(tài)()(CH3)2CHHCl

45、過渡態(tài)過渡態(tài)()圖2-19 丙烷生成兩個(gè)不同自由基的反應(yīng)進(jìn)程能量圖異丙基自由基更穩(wěn)定71烷基自由基的穩(wěn)定次序烷基自由基的穩(wěn)定次序:伯伯,仲仲,叔氫原子活潑性叔氫原子活潑性3 R 2 R 1 R CH3 - 越穩(wěn)定的自由基越易生成越穩(wěn)定的自由基越易生成.(即氫被取代的容易程度即氫被取代的容易程度) 3 H 2 H 1 H72（4 4）反應(yīng)活性與選擇性）反應(yīng)活性與選擇性表表2-5 2-5 甲烷鹵化的反應(yīng)熱甲烷鹵化的反應(yīng)熱不同鹵素的活性是不同的，選擇性也不同不同鹵素的活性是不同的，選擇性也不同反應(yīng)過程反應(yīng)過程H/kJH/kJmolmol-1-1F FClClBrBrI IX X+CH+CH4 4HX

46、+CHHX+CH3 3CHCH3 3 + X + X2 2 CHCH3 3X +XX +XHH-130-130+4+4+71+71+138+138-297-297-103-103-100-100-84-84-427-427-107-107-29-29+54+54反應(yīng)活性：反應(yīng)活性： 氟氟 氯氯 溴溴 碘碘 .與氟反應(yīng)劇烈,不易控制,會(huì)引起爆炸. 烷烴與碘作用得不到碘代烷通常鹵代即指氯代或溴代。通常鹵代即指氯代或溴代。73表表2-6 不同鹵原子奪取氫原子的相對(duì)速率不同鹵原子奪取氫原子的相對(duì)速率27鹵原子鹵原子CH3(伯氫伯氫) (仲氫仲氫) (叔氫叔氫)FClBrI11111.34.480185

47、01.86.71600210000CH2C鹵素反應(yīng)活性與選擇性的關(guān)系：活性越強(qiáng)，選擇性越鹵素反應(yīng)活性與選擇性的關(guān)系：活性越強(qiáng)，選擇性越差；活性越差，選擇性越好。差；活性越差，選擇性越好。CH3CH2CH3光Cl2Br2CH3CHCH3ClH+CH3CH2CH2Cl55%45%CH3CHCH3Br2CH3CH2+CH2Br98%2%溴有較大的選擇性溴有較大的選擇性74例例1例例2CH3CH2CH3Br2光光CH3CHCH3BrCH3Br2光光CH3Br寫出下列反應(yīng)的主要產(chǎn)物寫出下列反應(yīng)的主要產(chǎn)物752.6.2 2.6.2 氧化反應(yīng)（了解）氧化反應(yīng)（了解）常溫下烷烴和環(huán)烷烴一般不與氧化劑（如高錳酸

48、鉀水溶液、臭氧等）常溫下烷烴和環(huán)烷烴一般不與氧化劑（如高錳酸鉀水溶液、臭氧等）反應(yīng)，與空氣中的氧氣也不起反應(yīng)。但在空氣中可以燃燒，充分燃燒反應(yīng)，與空氣中的氧氣也不起反應(yīng)。但在空氣中可以燃燒，充分燃燒時(shí)生成二氧化碳和水。時(shí)生成二氧化碳和水。 在催化劑作用下，可以發(fā)生部分氧化得到醇、醛、羧酸等，由于在催化劑作用下，可以發(fā)生部分氧化得到醇、醛、羧酸等，由于產(chǎn)物為復(fù)雜混合物，實(shí)驗(yàn)室制法意義不大。在工業(yè)生產(chǎn)中有應(yīng)用。產(chǎn)物為復(fù)雜混合物，實(shí)驗(yàn)室制法意義不大。在工業(yè)生產(chǎn)中有應(yīng)用。無機(jī)氧化的概念無機(jī)氧化的概念：無機(jī)中的氧化的概念以電子的得失，氧化數(shù)的變化來：無機(jī)中的氧化的概念以電子的得失，氧化數(shù)的變化來判斷是否

49、是氧化還原反應(yīng)。判斷是否是氧化還原反應(yīng)。有機(jī)化學(xué)氧化的概念有機(jī)化學(xué)氧化的概念同無機(jī)中的氧化的概念有所不同，在有機(jī)中，同無機(jī)中的氧化的概念有所不同，在有機(jī)中，加氧加氧去氫為氧化，加氫去氧為還原去氫為氧化，加氫去氧為還原。76RCH2CH2R+O2MnO2RCOOH + RCOOH + 其它羧酸107110Co+O2150160Co ，0.81MPa鈷催化劑OH+O環(huán)己醇環(huán)己酮環(huán)十二烷環(huán)十二醇環(huán)十二酮空氣，H空氣，H3 3BOBO3 3150160CO+OHO工業(yè)方法，了解772.6.3 2.6.3 異構(gòu)化反應(yīng)（了解）異構(gòu)化反應(yīng)（了解）異構(gòu)化反應(yīng)：異構(gòu)化反應(yīng)：化合物從一種異構(gòu)體轉(zhuǎn)變成另一種異構(gòu)體化合物從一種異構(gòu)體轉(zhuǎn)變成另一種異構(gòu)體的反應(yīng)。的反應(yīng)。烷烴和環(huán)烷烴的異構(gòu)化反應(yīng)，在石油工業(yè)中占有很重要地位。高溫高壓催化劑作用下。CH3CH2CH2CH3AlCl3-