第2章-飽和烴-有機化學(xué)課件

第二章 烷烴和環(huán)烷烴重點掌握烷烴、脂環(huán)烴、橋環(huán)和螺環(huán)化合物的命名掌握同系列和同分異構(gòu)體的概念和書寫方法掌握構(gòu)象和構(gòu)象的表示和書寫方法，重點掌握環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象掌握烷烴和脂環(huán)烴的物理和化學(xué)性質(zhì)自由基取代反應(yīng)反應(yīng)活性與自由基穩(wěn)定性第二章烷烴和環(huán)烷烴烴（Hydrocarbons：只含有C、H兩種元素的化合物）開鏈烴

烷烴：甲烷、乙烷等；飽和烴環(huán)烴 環(huán)烷烴烴開鏈不飽和烴不飽和烴環(huán)狀不飽和烴芳香烴Section

1 烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)一、烷烴的構(gòu)造異構(gòu)1.

烷烴的通式和同系列HC H

HHHH H HC C CH H HHC

H

HH HH C CH HHC

H

HHH HC C

HH H甲烷 乙烷 丙烷 丁烷烷烴的通式:

CnH2n+2同系列：具有一個通式，結(jié)構(gòu)相似，性質(zhì)也相似的一系列化合物。同系物：同系列中的各個化合物互稱同系物。系列差：CH2第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)2.

烷烴的同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)體Structural

isomer碳架異構(gòu)體位置異構(gòu)體官能團異構(gòu)體構(gòu)型異構(gòu)體互變異構(gòu)體價鍵異構(gòu)體幾何異構(gòu)體同分異構(gòu)體isomer立體異構(gòu)體Stereoisomer構(gòu)象異構(gòu)體旋光異構(gòu)體交叉式異構(gòu)體分子式相同，重疊式異構(gòu)體結(jié)構(gòu)不同的化合物電子互變異構(gòu)體烷烴構(gòu)造異構(gòu)體及數(shù)目第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)異構(gòu)體數(shù)碳原子數(shù)異構(gòu)體結(jié)構(gòu)無異構(gòu)加到鏈端碳C-H

間HCH加到中間碳C-H

間1-31425365798189351075154，34720366，319二、烷烴的命名第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)1、

伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氫原子H

H CH3CH3H C CHH H3CH31°碳原子2°碳原子3°碳原子4°碳原子伯碳（一級碳，1?C,primary

carbon）伯氫仲氫叔氫仲碳（二級碳，2?C,secondary

carbon）叔碳（三級碳，3?C,tertiary

carbon）季碳（四級碳，4?C,quaternary

carbon）2、烷基烷烴分子從形式上消除一個氫原子而剩下的原子團第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)一些烷基的名稱與表示甲基

Me正丁基BuR—HR—HRR名稱名稱

縮寫縮寫CH3 HCH3CH3CH2

HCH3CH2Et

PrCH3CH2CH2CH2H

CH3CH2CH2CH2(butyl)仲丁基(sec-butyl)s-Bu3 2 2 3 2CH

CH

CH H CHCH

CH2CH3 CHCH3(methyl)乙基(ethyl)正丙基(propyl)異丙基(iso-propyl)i-Pr－CH3CHCH3CH3CH3CH2CHCH3CH3CHCH2CH3異丁基(iso-butyl)i-BuCH3CH3

CCH3叔丁基(tert-butyl)t-Bu通式:

CnH2n+1，用R—表示注：兩價的烷基叫亞基，三價的烷基叫次基。CH2 CH3CH亞甲基 1,1-亞乙基CH2

CH2CH2CH21,4-亞丁基3、烷烴的命名第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)普通命名法（適用于簡單化合物）分別用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、 辛、壬、癸表示碳原子數(shù)在10個以下的碳的數(shù)目；C原子數(shù)大于10的用十一、

十二等數(shù)字表示。CH3(CH2)5CH3庚烷癸烷CH

(CH

) CHCH3(CH2)8CH3二十烷用正、異、新表示同分異構(gòu)體。相應(yīng)的英文詞頭為n-(normal),iso和neo正戊烷n-pentane異戊烷isopentaneCH3(CH2)3CH3CH3H3C

CH

CH2CH3CH3H3C C CH3CH3新戊烷neopentane衍生命名法第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)以甲烷作為母體，把與之相連的取代基作為甲烷的衍生物。選擇連接烷基最多的C原子作為母體甲烷按照次序規(guī)則，將

“優(yōu)先”的基團后列出(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH2CH3CH2H3CCH3

CH

CH2

CH3CH3CH3CH3 CH2 C CH CH3CH3

CH3二甲基乙基甲烷二甲基乙基異丙基甲烷第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)次序規(guī)則將單原子取代基按原子序數(shù)大小排列，原子序數(shù)大的順序大，原子序數(shù)小的順序小。I>Br>Cl>S>P>F>O>N>D>H如果兩個多原子基團的第一個原子相同，則比較與它相連的其它原子，比較時，按原子序數(shù)排列，先比較大的，仍相同，再順序比較居中的，最小的。如-CH2Cl>-CH2F。含有雙鍵或三鍵的基團，可認(rèn)為連有兩個或三個相同的原子。如:CH3> CH(CH3)2 CH2CH3C CH C(CH3)3 > CH CH2>> >系統(tǒng)命名法（IUPAC）(International

Union

ofPureand

Applied

Chemistry)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)直鏈烷烴的命名與普通命名法基本一致。帶有支鏈的烷烴則看作是直鏈烷烴的烷基衍生物?；痉椒ǎ哼x定一條最長鏈作為主鏈（以普通命名法命名）其它支鏈作為主鏈上的取代基。確定主鏈編號按名稱基本格式寫出全名支鏈最多的“最低系列”規(guī)則次序規(guī)則（詳見第三章）最長的碳鏈?zhǔn)谷〈奈恢锰柎a盡可能小英語命名法中則根據(jù)烷基名稱的字母順序排列大小實例1第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)確定主鏈：最長鏈為主鏈編號：藍(lán)色編號取代基編號為4紅色編號取代基編號為5根據(jù)最低系列原則選取藍(lán)色編號命名：4-乙基辛烷4-ethyloctane實例2確定主鏈：取代基最多鏈為主鏈編號：藍(lán)色編號鏈有兩個取代基紅色編號鏈只有一個取代基并且根據(jù)次序規(guī)則排序:小基團排在前面英文以字母順序排列3.命名：2-甲基-3-乙基己烷3-ethyl-2-methylhexane3-異丙基己烷第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)實例3確定主鏈：有兩根等長的主鏈，側(cè)鏈數(shù)都是2個兩條長鏈側(cè)鏈位次均為3，6編號：不同基團編號相同時，使小取代基編號最小命名：3-甲基-6-乙基辛烷6-ethyl-3-methyloctane注：1.

相同取代基合并用大寫數(shù)字表示英文命名中使用前綴di-,

tri-,

tetra-表示兩個，三個，四個2.數(shù)字與漢字間用“—”隔開，數(shù)字間用“，”分開；3.特別注意：“某基”和“某烷”之間不能用“—”隔開。含復(fù)雜支鏈烷烴的命名第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)支鏈中又帶支鏈，用帶撇的數(shù)字表示支鏈中支鏈的位置9 8 7 6 5 4 3 2 1H3C CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH33CH

CH31’

CHCH32’

CH3’

CH33-甲基-5-(1，2-二甲基丙基)壬烷或

3-甲基-5-1’，2’-二甲基丙基壬烷三、烷烴的結(jié)構(gòu)特征第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)碳原子在基態(tài)時的電子構(gòu)型：C: 1s2

2s2

2px 2py 2pz1 1 0sp3雜化軌道s

軌道成分：1/4；

p

軌道成分：3/4。sp3雜化碳原子幾何構(gòu)型：四面體第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)甲烷的結(jié)構(gòu)Csp3

–H1s

σ鍵

4個Csp3

–H1s

σ鍵

4個HCH-鍵特性：成鍵原子可沿HH鍵軸自由旋轉(zhuǎn)；鍵能較大，可極化性小。H-鍵109.5HHCH第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)甲烷的球棍模型甲烷的比例模型第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)乙烷分子的結(jié)構(gòu)Csp3–

Csp3

σ鍵

1個Csp3–

H1s

σ鍵

6個Csp3–

Csp3

σ鍵

1個Csp3–

H1s

σ鍵

6個乙烷的球棒模型乙烷的比例模型乙烷的棍棒模型第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)正丁烷的球棒模型正丁烷的比例模型碳鏈一般是曲折地排布在空間，在晶體時碳鏈排列整齊，呈鋸齒狀，在氣、液態(tài)時呈多種曲折排列形式（因σ鍵能自由旋轉(zhuǎn)所致）。十二烷四、烷烴的構(gòu)象第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)C－C單鍵能夠發(fā)生旋轉(zhuǎn)分子中的其它原子或基團在空間的排布方式構(gòu)象不同一個有機化合物可能有無窮多的構(gòu)象描述立體結(jié)構(gòu)的幾種方式傘式

楔形式鋸架式紐曼投影式1.乙烷的構(gòu)象第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)乙烷的兩種極限構(gòu)象重疊式交叉式最穩(wěn)定最不穩(wěn)定重疊式能壘：12.6KJ/mol交叉式原子間的斥力小，能量最低。

能量室溫時，乙烷分子中的C-C鍵能迅速交叉式060120旋轉(zhuǎn)，因此不能分離出乙烷的某一構(gòu)象。

交叉式在低溫時，交叉式增加。旋轉(zhuǎn)角度２.正丁烷的構(gòu)象第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)CH3HHH3CCH3HHHHCH3HHCH3HCH3HH旋轉(zhuǎn)60°旋轉(zhuǎn)60°旋轉(zhuǎn)60°H鄰位交叉H全重疊CH3HHHCH3HCH3HHH部分重疊CH3CH3H旋轉(zhuǎn)60°旋轉(zhuǎn)60°CHH3對位交叉H部分重疊H鄰位交叉C2－C3 σ鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的四種典型極限構(gòu)象變化第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section1烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)穩(wěn)定性：對位交叉

>

鄰位交叉

>

部分重疊

>

全重疊相對能壘:

018.4~25.5KJ/mol3.3KJ/mol 14.6KJ/mol大基團總是優(yōu)先占據(jù)對位交叉位置Section

2 環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)一、環(huán)烷烴的分類1.單環(huán)脂環(huán)烴環(huán)丙烷環(huán)丁烷環(huán)

戊烷環(huán)己烷環(huán)庚烷2.雙環(huán)脂環(huán)烴有共用碳原子聯(lián)環(huán)脂環(huán)烴

、螺環(huán)脂環(huán)烴

、稠環(huán)脂環(huán)烴

、橋環(huán)脂環(huán)烴····降冰片烷螺[2

.4]庚烷十氫化萘3.多環(huán)脂環(huán)烴十四氫化蒽立方烷棱烷二、環(huán)烷烴的命名和異構(gòu)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)單環(huán)環(huán)烷烴的通式和命名☆通式：

CnH2n☆命名：以環(huán)為母體，加詞頭“環(huán)”，編號原則同烷烴。稱“環(huán)某烷”。若取代基比較小，以環(huán)為母體；若取代基比較大，以該取代基為母體，環(huán)烷基作取代基。31

12

63445265環(huán)己烷1-甲基-3-乙基環(huán)己烷3-甲基-4-環(huán)丁基庚烷1-甲基-5-乙基環(huán)己烷2.多環(huán)環(huán)烷烴的命名第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)☆

橋環(huán)☆

稠環(huán)兩個環(huán)共用兩個不相鄰碳原子的環(huán)烴兩個碳環(huán)共用兩個相鄰碳原子的環(huán)烴橋頭碳原子環(huán)的數(shù)目組成橋環(huán)的碳原子總數(shù)二環(huán)[4.4.0]癸烷（十氫萘）Bicyclo[4.4.0]decane斷裂兩根C-C鍵可成鏈狀烷烴為二環(huán)斷裂三根C-C鍵可成鏈狀烷烴為三環(huán)從橋頭碳開始，先長鏈后短鏈橋頭間碳原子數(shù)（用“.”隔開）（不包括橋頭碳）871H3C654CH2CH3CH3232,8-二甲基-1-乙基二環(huán)[3.2.1]辛烷三環(huán)[3.2.1.02,

4]辛烷☆

螺環(huán)兩個環(huán)共用一個碳原子的環(huán)烴第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)4螺原子鄰位碳為1碳原子總數(shù)1356274-甲基螺[2.

4]庚烷4-methylspiro[2.

4]heptane除螺C外碳環(huán)所含碳原子數(shù)（用.隔開）

數(shù)值由小到大☆

聯(lián)環(huán)兩個環(huán)以單鍵或雙鍵相連聯(lián)二環(huán)丙烷3.

環(huán)烷烴的異構(gòu)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)構(gòu)造異構(gòu)順反異構(gòu)（立體異構(gòu)，見第六章）C4H8

中是環(huán)烷烴的同分異構(gòu)體有（烯烴不包括在內(nèi)）：（只存在構(gòu)造異構(gòu)）C5H10

中是環(huán)烷烴的同分異構(gòu)體有：（共5種構(gòu)造異構(gòu)體）CH2CH3CH3H3C其中CH3H3CCH3還存在順反異構(gòu)體：H3CHH3CHHCH3H三、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)1.

環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性一些環(huán)烷烴的燃燒熱每個CH2的燃燒（KJ/mol）每個CH2的燃燒（KJ/mol）小環(huán)C3環(huán)丙烷697.1中環(huán)C8C11環(huán)辛烷663.8C4環(huán)丁烷686.1環(huán)壬烷664.6普通環(huán)C5C7環(huán)戊烷664.0環(huán)癸烷663.6環(huán)己烷658.6大環(huán)C12環(huán)十四烷658.6環(huán)庚烷662.4環(huán)十五烷659.0開鏈烷烴每個CH2的燃燒熱為658.6KJ/mol與開鏈烷烴燃燒熱數(shù)據(jù)越接近的環(huán)烷烴，越穩(wěn)定高于開鏈烷烴的能量為張力能穩(wěn)定性：環(huán)己烷

>

環(huán)戊烷

>

環(huán)丁烷環(huán)丙烷為什么小環(huán)化合物不穩(wěn)定？2.小環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)CCC109.5

。105.5。C丙 烷CC環(huán)丙烷扭轉(zhuǎn)張力（torsional

strain

）：構(gòu)象是重疊式引起的張力環(huán)丙烷不穩(wěn)定的原因：▲

環(huán)丙烷兩個相鄰的C原子以sp3雜化軌道形成C－C

σ鍵時，以彎曲的方式重疊，未能達(dá)到最大程度的重疊?！?/p>

存在較大的角張力，使分子能量增加?！?/p>

存在C－C鍵的扭轉(zhuǎn)張力，也使分子能量增加。環(huán)己烷分子無角張力；7-12個碳的環(huán)穩(wěn)定性減弱；環(huán)進一步增大時，穩(wěn)定性同環(huán)己烷三、環(huán)烷烴的構(gòu)象第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)環(huán)丙烷平面型H2HHHH1H3HH2C1-C2H31HHHNewman投影式所有CH

鍵均為重疊式構(gòu)象，有扭轉(zhuǎn)張力第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)環(huán)丁烷蝴蝶型環(huán)丁烷兩種構(gòu)象翻轉(zhuǎn)的能量變化環(huán)戊烷信封型環(huán)己烷1.椅型和船型構(gòu)象是環(huán)己烷的兩種不同的極限構(gòu)象椅式 扭船式 船式第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)椅式構(gòu)象穩(wěn)定的原因HHHHH 0.250nmH

HHHHHHHHHHHH2345H112

346

56HHH相鄰碳上的C-H鍵全部為交叉式◎無角張力（鍵角為109.5℃）◎不存在非鍵張力（L=0.25nm>0.24nm）◎無扭轉(zhuǎn)張力（為全交叉式）第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)船式構(gòu)象不穩(wěn)定的原因◎無角張力（鍵角為109.5℃）◎

存在非鍵張力（l=0.18nm<0.24nm）◎存在扭轉(zhuǎn)張力（為重疊式）第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)2.椅式構(gòu)象中的兩類C-H鍵與對稱軸平行為豎鍵（a鍵）與對稱軸近乎垂直為橫鍵（e鍵）a

鍵e

鍵對稱軸室溫下，環(huán)己烷可由一種椅式構(gòu)象轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N椅式構(gòu)象翻環(huán)ae，e

a環(huán)己烷椅式構(gòu)象的畫法第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)先畫側(cè)面椅式折線，再交上另一椅式折線，最后畫 a鍵和e鍵，同碳指向相反。同類型鍵：鄰位指向相反，間位指向相同。a鍵e鍵第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)取代環(huán)己烷一取代環(huán)己烷以e-取代物為優(yōu)勢構(gòu)象如：甲基環(huán)己烷CH

31H

H2HH1CH3H2H取代基越大，它處于e

鍵的構(gòu)象越穩(wěn)定穩(wěn)定——優(yōu)勢構(gòu)象不穩(wěn)定CH3H1H 2

CH2H CH2CH2CH2HCH3H1H2室溫C(CH3)3C(CH3)3<0.1%>99.9%叔丁基環(huán)己烷的穩(wěn)定構(gòu)象二取代環(huán)己烷有順式和反式兩種構(gòu)型，其優(yōu)勢構(gòu)象為第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section2

環(huán)烷烴的命名、結(jié)構(gòu)和構(gòu)象)e鍵取代基最多的構(gòu)象大基團處于e鍵的構(gòu)象如

1-甲基-4-叔丁基

環(huán)己烷CH3 C(CH3)3H H順-

1-甲基-4-叔丁基

環(huán)己烷CH3 HH C(CH3)3反-

1-甲基-4-叔丁基

環(huán)己烷順式椅式構(gòu)象CH3C(CH3)3H3CC(CH3)3反式椅式構(gòu)象C(CH3)3H3CC(CH3)3CH3Section3

烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section3

烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì)）沸點☆

隨著碳原子數(shù)的遞增，沸點依次升高?！?/p>

同碳數(shù)，環(huán)烷烴的沸點大于烷烴熔點☆隨著碳原子數(shù)目增加，熔點升高?！钔紨?shù)，環(huán)烷烴的熔點大于烷烴相對密度（比重）d<1，隨著分子量的增加而增加，最后接近于0.8(20℃)。溶解度不溶于水，能溶于某些有機溶劑。Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))化學(xué)性質(zhì)取決于分子結(jié)構(gòu)烷烴的結(jié)構(gòu)C H電負(fù)性2.5

2.2低極性共價鍵H酸性小sp3雜化已飽和不易被置換不能加成穩(wěn)定性一般情況下化學(xué)性質(zhì)不活潑、耐酸堿（常用作低極性溶劑，如正己烷，環(huán)己烷）反應(yīng)類型：均裂，自由基反應(yīng)一、自由基取代反應(yīng)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))飽和烴分子中的氫被其它原子或基團所取代的反應(yīng)——取代反應(yīng)。R H +

X X R X

+

H X1、鹵化反應(yīng)

(自由基型取代反應(yīng))一般在紫外光、高溫或有機過氧物作用下進行。R H +

X2hν或△R X+

HX氯乙烷(78%)氯代環(huán)戊烷(93%)工業(yè)上洗滌劑（十二烷基苯磺酸鈉）原料的合成：°+ Cl

2

120C

C12H2

6十二烷C12H25

C

l + HC

l

氯代十二烷第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))幾個主要實驗事實甲烷和氯在暗處不起反應(yīng)，但若溫度超過250℃，雖在暗處也能很快發(fā)生反應(yīng)。室溫時紫外光照射下也易發(fā)生反應(yīng)。在光引發(fā)的反應(yīng)中，每吸收一個光子可以得到幾千個氯烷分子。而引發(fā)反應(yīng)所需光的波長與引起氯分子均裂時所需的能量相對應(yīng)。少量氧的存在會延遲反應(yīng)的發(fā)生，但過一段時間后，反應(yīng)又可正常進行，時間推遲的長短與氧氣的量有關(guān)。有乙烷及其衍生物產(chǎn)生。2、鹵化反應(yīng)

機理（Reaction

Machanism）第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))什么是反應(yīng)機理反應(yīng)機理是對反應(yīng)過程的詳細(xì)描述反應(yīng)是如何開始的？反應(yīng)條件的作用？產(chǎn)物生成的合理途徑？

控速步驟中間體是什么？

副產(chǎn)物的產(chǎn)生原因研究反應(yīng)機理的意義了解影響反應(yīng)的各種因素，最大限度提高反應(yīng)產(chǎn)率發(fā)現(xiàn)反應(yīng)規(guī)律，指導(dǎo)深入研究甲烷的氯代反應(yīng)機理第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))自由基型鏈反應(yīng)ClClhv

orCl +

Cl（1）鏈引發(fā)自由基中間體?H(反應(yīng)熱)（2）鏈轉(zhuǎn)移(鏈增長)（3）第（2）、（3）步反應(yīng)重復(fù)進行決速步驟+7.5

KJ/mol吸熱-112.9

KJ/mol放熱（4）（5）鏈終止（6）第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))3

鹵化反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定性第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))Cl2

hCH

3

CH

2

CH

2

Cl +當(dāng)鹵分子同含有不同種類H原子的烷烴反應(yīng)時，取代的位置不同。C

H

3

CH

CH

3Cl

CH

3

CH

2

CH

3 +丙烷1–氯丙烷(45%)2–氯丙烷(55%)伯氫：

6仲氫：

2產(chǎn)率：

45%55%仲氫55/

24伯氫=45/

6≈1氫被取代的反應(yīng)活性比：異丁烷的一元氯化反應(yīng)：第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))CH

3CH

3CH

33CH CH

CH

3h

/25

℃C

l23 2CH

CH

CH

Cl +CH

3

CC

H

3Cl

叔丁基氯(36%)伯氫：9 產(chǎn)率：

64%異丁烷異丁基氯(64%)叔氫：

136%叔氫伯氫=64/

936/

1≈15氫被取代的反應(yīng)活性比：只考慮氫原子類型，25℃氯代選擇性：3oH：2oH：1oH=5：4：1

忽略烷烴結(jié)構(gòu)影響H原子被取代的次序：第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))叔氫

> 仲氫

> 伯氫烷烴分子中不同氫原子活性不同，與C―H鍵的解離能有關(guān)：伯氫

CH3CH2CH2―H 仲氫 (CH3)2CH―H 叔氫 (CH3)3C―H鍵解離能(kJ·mol-1)376.6CH

3CH

3405.8 393.3較難生成CH

3

CH

2

CH

2CH3

C.HC

H

3

C

..CH

3＜＜形成的自由基穩(wěn)定性反應(yīng)的取向與自由基的穩(wěn)定性相關(guān)自由基的穩(wěn)定性1.電子效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)自由基與推電子取代基連接，穩(wěn)定性降低自由基與吸電子取代基連接，穩(wěn)定性增強。共軛效應(yīng)烷基的超共軛效應(yīng)及芳基或其他不飽和基團的共軛效應(yīng)提高穩(wěn)定性空間效應(yīng)大體積基團的空間效應(yīng)有助于提高自由基穩(wěn)定性（位阻和排斥作用給自由基反應(yīng)帶來難度，增加穩(wěn)定性）雜原子穩(wěn)定化作用2共軛取代基吸電子取代基給電子取代基4 反應(yīng)活性與選擇性第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))+CH3CHCH3 CH3CH2CH2Cl鹵素的反應(yīng)活性次序：F2

> Cl2

> Br2 >

I2鹵原子的反應(yīng)活性越低，選擇性就越高。ClCl2CH3CH2CH355%45%光Br2Br+CH3CHCH398%CH3CH2CH2

Br2%烷烴鹵化的選擇性：I>Br>Cl>

F二、氧化反應(yīng)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))1.完全氧化燃燒，

產(chǎn)物為CO2、H2O,放熱燃燒CH

4 + 2O

2+ 891kJ·

mol-1+ 9O

2

燃燒CO

2 + 2H

2O6CO

2 +6H

2O + 3954kJ·

mol-12.控制氧化得到醇、醛、酮、羧酸等，產(chǎn)物為混合物工業(yè)上對烷烴或環(huán)烷烴氧化反應(yīng)的利用：制造肥皂的原料的方法RCH2 CH2 R'+

O2MnO2110℃RCOOH

+

R'COOH

+

其它羧酸生產(chǎn)環(huán)己醇的方法+O

2

鈷催化

劑 ~160℃，加

壓O

HO+三、異構(gòu)化反應(yīng)第二章烷烴和環(huán)烷烴(Section4

烷烴和環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì))CH3CH2CH2CH3AlCl3/HCl,

95 100℃