有機(jī)02第二章飽烴

烴：僅由碳、氫兩種元素組成的化合物統(tǒng)稱碳?xì)浠衔?，?jiǎn)稱烴。分類：根據(jù)分子中碳原子的連接方式不同分類。烴脂肪烴芳香烴飽和脂肪烴烷烴環(huán)烷烴烯烴、炔烴環(huán)烯、環(huán)炔烴第二章第三章不飽和脂肪烴單環(huán)芳香烴稠環(huán)芳香烴

第四章多環(huán)芳香烴第二章飽和烴hydrocarbon掌握烷烴的系統(tǒng)命名與同分異構(gòu)現(xiàn)象烷烴的構(gòu)象：透視式，投影式烷烴的鹵代反應(yīng)機(jī)理環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)，命名及化學(xué)性質(zhì)環(huán)己烷、取代環(huán)己烷的構(gòu)象(椅、船)2.1

烷烴（alkane）白菜葉 C29烷蘋果皮 C27-C29烷煙葉 C27-C31烷蜂蠟 C29-C31烷烷烴：分子中碳和碳以單鍵相連，碳的其余價(jià)鍵都為氫原子所飽和的化合物。石油——各種烴的混合物

天然氣——主要成份是甲烷動(dòng)植物來(lái)源2.1.1、烷烴的同系列和同分異構(gòu)通式

CnH2n+2

R-HCH4

CH3CH3

CH3CH2CH3

CH3CH2CH2CH3……同系列：結(jié)構(gòu)相似，組成上相差CH2或其倍數(shù)的一系列化合物。同系物：同系列中的各化合物互稱同系物。系 差：—CH2—。2.1.2．異構(gòu)現(xiàn)象

甲、乙、丙烷無(wú)異構(gòu)現(xiàn)象丁烷C4H10CH3

CH2CH2CH3CH3—

CH—CH3CH3b·p·－0.6℃

正丁烷－11.7℃異丁烷正丁烷異丁烷 同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物分子式相同，但結(jié)構(gòu)不同的現(xiàn)象。 同分異構(gòu)體：分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的化合物。說(shuō)明：同一分子式，C數(shù)越多，異構(gòu)體數(shù)越多C|C—C—C—C異戊烷

27.9℃C—C—C—C—Cb·p·正戊烷

36.1℃戊烷C5H12C|C—C—C|C新戊烷

9.5℃練習(xí)：寫出戊烷的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)碳原子數(shù)異構(gòu)體數(shù)碳原子數(shù)異構(gòu)體數(shù)（推算）42123555313802651418587915434781820363199352536797588107530411164676311159烷烴的同分異構(gòu)體數(shù)目【了解】同

分

異

構(gòu)

體構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)碳鏈異構(gòu)

官能團(tuán)異構(gòu)位置異構(gòu)互變異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)：僅由分子中各原子連接方式和次序不同而引起的異構(gòu)。碳鏈異構(gòu)：僅由分子中碳原子的連接方式不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。C、H的類別CH3CH3CH3CH3

CH2

CH1。

2。

3。4C

。CH31°2°3°伯（一級(jí)）1°：與另外一個(gè)C相連仲（二級(jí)）2°：與另外二個(gè)C相連叔（三級(jí)）3°：與另外三個(gè)C相連季（四級(jí)）4°：與另外四個(gè)C相連碳原子H請(qǐng)寫出庚烷(C7H16)的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式并標(biāo)明1o、2o

、3o

、4o碳原子及1o、2o

、3o

氫原子。課下練習(xí)：參考答案：CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH32o

2o1o1o

2o2o1o

1oCH3-CH-CH2-CH2-CH2-CH3CH31o

1o2o

2o2o2o3o

3o

2o

2o2o

2o2o

2o1o

1o2o

2o1o1oCH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3CH31o

1o

2o

2o

3o3o

2o2o

2o2o1o

1o1o1o參考答案：3o

3o2o

2oCH3-CH-CH-CH2-CH3CH3

CH31o

1o

3o

3o

1o

1oCH3-CH-CH2-CH-CH31o

1oCH31o

1o1o

1oCH31o

1o3o

3o

2o

2o

3o

3oCH3-C-CH2-CH2-CH3CH31o

1o1o

1o1o

1o

1o

1o1o

1oCH31o

1o4o

2o

2o

2o

2oCH3-CH2-C-CH2-CH3CH31o

1o4o

2o2o1o

1o1o

1oCH31o

1o2o

2o參考答案：CH1o

1o31o

1o

4o

1o

1o3o

3oCH3-CH-C-CH3CH3

CH31o

1o

1o

1oCH3-CH2-CH-CH2-CH32o2o2o

CH2

2oCH31o

1o1o

1o1o

1o

2o

2o

3o3o1．普通命名法（適用于簡(jiǎn)單、含碳原子數(shù)較少的烷烴）C10以內(nèi)用天干次序表示（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）C10以上用中文數(shù)字表示（十一、十二…）直鏈烷烴

名稱前冠“正”2.1.3

烷烴的命名CH3CH2CH2CH2CH2CH3正已烷CH3(CH2)13CH3正十五烷在鏈端具有(CH3)2CH-結(jié)構(gòu)異構(gòu)體為

“異”“iso-”側(cè)鏈烷烴CH3－CH－CH2CH2CH3|CH3異已烷|CH3－C－CH2－CH3|CH3新已烷在鏈端具有(CH3)3C-結(jié)構(gòu)異構(gòu)體為“新”

“neo-”CH3烷基：烷烴分子中去掉一個(gè)氫原子剩下的基團(tuán)。CnH2n+1－,

R－CH3CHCH2－CH3CH3CH2CH－CH3CH3—C—CH3CH3CH3CH－CH3異丙基異丁基 仲丁基 叔丁基丙基 丁基CH3CH2－CH3－

CH3CH2CH2－甲基 乙基CH3CH2CH2CH2－2．系統(tǒng)命名法： 選主鏈（定母體）：最長(zhǎng)最多（相同長(zhǎng)鏈，含支鏈多的為主鏈）編號(hào)：“最低系列”規(guī)則（近鏈端）CH3-CH-CH-CH2-CH3CH351

23456(1)

CH36

6(2)

CH2CH(33)

CH(6)

(5)

(4)“優(yōu)先次序規(guī)則”P45CH3CH3

CCH3(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH3HCHHCHHCH3>>>CH3HCCH3從基開始，依次比較原子序數(shù)，大則優(yōu)HOCH2-

>

H2NCH2-

>

CH3CH2-雙鍵看做兩個(gè)單鍵；叁鍵看做單個(gè)單鍵團(tuán)列后。(3)寫全名：取代基(前)母體(后)★位置——阿拉伯?dāng)?shù)字標(biāo)位（多個(gè)的話用“，”隔開★數(shù)目——中文數(shù)字計(jì)數(shù)★名稱：按“優(yōu)先次序規(guī)則”(P45)排列，較優(yōu)基★取代基之間用“—”隔開，取代基與母體之間無(wú)間隔號(hào)“重頭戲在后面”優(yōu)先次序規(guī)則①編號(hào)②命名CH3-CH-CH-CH2-CH3CH3

CHCH2CH3CH32,4-二甲基-3-乙基己烷1

23456CH2CH2CH3|CH3－CH－CH－CH－CH－CH－CH2－CH313458267|

|

|

|CH3

CH3

CH(CH3)2

CH2CH32,3

－二甲基－6－乙基－5－丙基－4－異丙基辛烷CH3|3

467CH3－CH2－CH－CH2－C－CH2－CH3|

5|2CH－CH3

CH3|1CH32,5,5－三甲基－3－乙基庚烷CH3CH2CHCH3CH3CH3CHCH

CH

CH3CH2CH2CH32,3,5-三甲基-4-丙基-庚烷CH2

CH3CH3CHCH2CHCH2CH3CH2CH2CH33-甲基-5-乙基辛烷CCC

CCC

CCC

CCCH3CH3CH2CH2CHCHCH2CH3CH

CH3CH32,4-二甲基-3-乙基庚烷P17問(wèn)題2-22,4-二甲基-3,3-二異丙基戊烷C—C—C—C—CCCCC-CC-CCCH3—CH—C—CH—CH3CH3CH3CH3-CH

CH3CH-CH3CH31、甲烷的分子結(jié)構(gòu)（1）sp3

雜化：1個(gè)s軌道3個(gè)p軌道“混合”“重新組合”2.1.4

烷烴的結(jié)構(gòu)四個(gè)能量等同新軌道形狀：梨形能量：（伸展方向：正四面體軸線方向，鍵角109°5′碳原子構(gòu)型：正四面體型特點(diǎn)4

41

s電子+3

p）電子(2)

甲烷HHHC球棍模型 斯陶特模型HHCHHH0.109nm109.5o2．乙烷的分子結(jié)構(gòu)1個(gè)C－Cσ鍵

6個(gè)C－Hσ鍵鍵角

～109.5°鍵長(zhǎng)

C－C

0.154nmC－H

0.107nm鍵能

C－C 347.3

kJ·mol－1CHHCHHHH其它烷烴類似于甲、乙烷，除甲烷外，其余烷烴鍵角稍有改變，三個(gè)碳以上烷烴分子中的碳鏈常呈鋸齒形。3．乙烷的構(gòu)象看一段動(dòng)畫（1）構(gòu)象：在有機(jī)物分子中，由于C—Cσ鍵的自由旋轉(zhuǎn)或扭曲，使碳原子上連接的原子或基團(tuán)在空間具有多種不同的排列形式稱構(gòu)象。（2）構(gòu)象異構(gòu)體：同一分子的不同構(gòu)象。（3）表示法:透視式和紐曼投影式HHHHHHHHHHH60o交叉式H透視式紐曼投影式重疊式透視式紐曼投影式HHHHHHHHHHHH0o（4）優(yōu)勢(shì)構(gòu)象：內(nèi)能小，穩(wěn)定性最大的構(gòu)象（5）能量圖重疊式與交叉式的能量差為12.6kJ/mol，此能量差稱為能壘。4、丁烷的構(gòu)象表明二個(gè)甲基典型構(gòu)象2

3CH3CH2

——CH2CH3CH3HCH3HHHHHH3C

CH3HHCH3HCH3HHHHCH3HCH3HHCH3HH3C

HHHH3C

HHHH3CHo

轉(zhuǎn)60

（I）全重疊式（II）鄰位交叉式（III）部分重疊式（IV）對(duì)位交叉式（V）部分重疊式（VI）鄰位交叉式

轉(zhuǎn)60o轉(zhuǎn)60o轉(zhuǎn)60o轉(zhuǎn)60o（1）紐曼投影式表示：（2）能量圖穩(wěn)定性：對(duì)位交叉式>鄰位交叉式>部分重疊式>全重疊式（3）推廣：ACH2CH2B（A=B或A≠B）例：1,2-二溴乙烷(對(duì)位交叉式構(gòu)象約占84％)HHHHBrBr優(yōu)勢(shì)構(gòu)象的特例乙二醇HO-CH2-CH2-OHHHHHOHOH分子內(nèi)氫鍵，主要為鄰位交叉式構(gòu)象練習(xí)題：P22CH3CH3CH3CH2CH3HHCCH3CH3CH3CCH2CH3HH2,2-二甲基戊烷2.1.5烷烴的物理性質(zhì)物態(tài)：常溫常壓下C1—C4氣體，C5—C17液體，C17以上固體。沸點(diǎn)：①同系列中，C越多，b·

p·

越大②同分異構(gòu)體：直鏈＞支鏈，支鏈越多，b·p·越小。b·p·9.5℃戊烷 異戊烷 新戊烷36.1℃

28℃CH3CH3CH3CH3CH3CH3CHCH33CH2

CH2

CH3

CH2

CH3CH2

CH2

CH3

CH2

CH3分子間接觸面積大作用力強(qiáng)分子間接觸面積小作用力弱bp：36.1℃bp：9.5℃練

習(xí)

P39-4非極性<極性<氫鍵CH3CH2CH3

<

CH3CHO<

CH3CH2OH

<

HCOOH3.熔點(diǎn)：同系列中C奇

C偶M越大，m·

p·

越大（對(duì)稱性越大）C偶

C奇M

越大，m·

p·

下降或升高不大鋸齒狀對(duì)稱性大的烷

烴熔點(diǎn)要高些，但總體還是上

升。4.溶解度烴是非極性化合物，易溶于非極性溶劑，

不溶與水，可以用“相似相溶”原理解釋。5.相對(duì)密度分子量↑，密度↑，但＜1。2.1.6烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴分子中，C—C，C—Hσ鍵牢固，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，一般情況下不與強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，強(qiáng)氧化劑反應(yīng)，但特殊條件下能發(fā)生反應(yīng)（如氧化、裂化、取代等）。1.氧化反應(yīng)烷烴在空氣中燃燒，生成二氧化碳和水，并放出大量的熱能。用途：內(nèi)燃機(jī)中汽油，柴油等發(fā)生熱能的基本反應(yīng)，熱源利用（沼氣等）。CH4

+

2O2

CO2

+

2H2O

+ 891

kJ/molCnH2n+2+

nCO2

+

(n+1)H2O

+

Q3n+1

O22無(wú)機(jī)氧化：電子的得失，化合價(jià)的升降有機(jī)氧化：加氧去氫為氧化，加氫去氧為還原2．取代反應(yīng):有機(jī)化合物分子中原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)取代的反應(yīng)（1）鹵代反應(yīng)：烷烴中的H被X2代替的反應(yīng)。Br2,

Cl2在紫外光漫射或高溫下,甲烷易與氯,溴發(fā)生反應(yīng)。CH4

+

Cl2

hv

CH3Cl

+

HClCH2Cl2

+

HClCH3Cl

+ Cl2

hv

CH2Cl2

+

Cl2

hv

CHCl3

+

Cl2CHCl3

+

HClCCl4

+

HCl

hv

工業(yè)原料、溶劑麻醉劑、冷卻劑“氯仿”“哥羅芳”萃取劑有“氯仿”的甜味，滅火劑反應(yīng)產(chǎn)物是混合物，控制反應(yīng)物比例，可得其中一主要產(chǎn)物.CH4

:Cl2

=10:1（以CH3Cl為主）CH4

:Cl2

=0.263:1（以CCl4為主）拓展：丙烷的一氯代產(chǎn)物有幾種？CH3-CH2-CH3練習(xí)：P40-9（2）氯代反應(yīng)歷程反應(yīng)歷程（機(jī)理，機(jī)制）：從反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物所經(jīng)歷的過(guò)程。A

+

B

自由基A

+

B

離子均裂：A:B異裂：A:B共價(jià)鍵斷裂方式 自由基反應(yīng)（游離基反應(yīng)）:采取共價(jià)鍵均裂的方式進(jìn)行的反應(yīng)。離子型反應(yīng):采取共價(jià)鍵異裂的方式進(jìn)行的反應(yīng)。氯代歷程：屬于自由基型取代反應(yīng)歷程。自由基反應(yīng)條件：一般由光、輻射、熱（高溫）、過(guò)氧化物引起消耗舊自由基的過(guò)程，直至自由基被消耗殆盡第一步鏈引發(fā)C-H:

415.3KJ/mol Cl-Cl:

242.7KJ/molC-C:

345.6KJ/mol第二步鏈增長(zhǎng)第三步鏈終止含多個(gè)C的烷烴：先3oC（叔碳）再2oC（仲碳）最后1oC（伯碳）3oC（叔碳）形成的自由基最穩(wěn)定2.2

環(huán)烷烴(cycloalkane)環(huán)烷烴是鏈形烷烴兩端的碳原子相互以σ鍵結(jié)合形成的環(huán)狀化合物。分類：環(huán)碳原子數(shù)目：三元環(huán)、四元環(huán)、五元環(huán)等。分子內(nèi)環(huán)的數(shù)目：?jiǎn)苇h(huán)烴、雙環(huán)烴、多環(huán)烴。環(huán)數(shù)：使環(huán)狀化合物變成開鏈化合物所需打破的碳碳鍵的數(shù)目。主要學(xué)習(xí)單環(huán)烴和雙環(huán)烷烴CnH2n

CnH2n-22.2.1．環(huán)烷烴命名：類似烷烴（1）環(huán)上無(wú)取代基時(shí)：環(huán)+烷烴名稱CH2CH2CH2CH2

CH2環(huán)戊烷環(huán)己烷（2）環(huán)上只有一個(gè)取代基時(shí)，取代基+環(huán)母體甲基環(huán)丙烷乙基環(huán)己烷1－甲基－2－乙基－5－異丙基環(huán)己烷CH3CH(CH3)2（3）環(huán)上多個(gè)取代基時(shí)編號(hào)：把最不優(yōu)先的取代基連接的C定為“1”，遵循編號(hào)之和最小的原則C2H5123456654312（4）若取代基碳鏈較長(zhǎng)，則環(huán)作為取代基。2－甲基－3－環(huán)丙基庚烷（5）雙環(huán)烴橋環(huán)：兩個(gè)或兩個(gè)以上碳環(huán)共用兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子螺環(huán)：兩個(gè)碳環(huán)共用一個(gè)碳原子分類螺原子橋頭碳母體：螺[X.Y]某烷螺

（“某”指碳原子總數(shù),[X.Y]小螺和大螺1,

5—二甲基螺[3.5]壬烷環(huán)

除去螺原子以外的碳原子數(shù)目，由小到大）編號(hào)：近螺碳，小環(huán)經(jīng)螺原子到大環(huán)，位次和最小CH3

CH3154螺[4.5]癸烷23679

83,7,7－三甲基二環(huán)

[4.1.1]辛烷16781262,7,7－三甲基二環(huán)

[4.1.0]庚烷7①.確定母體：幾環(huán)某烷（由橋環(huán)中總碳數(shù)確定）②.環(huán)數(shù)的確定：把橋環(huán)烴變?yōu)殒湡N，打開幾次，就是幾元環(huán)③.編號(hào)：從橋頭碳開始編，先編大橋后編小橋，使取代基位次最小。④幾環(huán)[a.b.c]某烷，a、b、c由大到小，不包括橋頭碳橋環(huán)2345螺、橋環(huán)命名異同點(diǎn)同：某烷（除支鏈外總碳數(shù)）均有[.][]內(nèi)不包括螺原子、橋頭碳取代基位次和最小，從小到大書寫。異：[]內(nèi)數(shù)字小-大（螺環(huán)）；大-小（橋環(huán)）編號(hào)：小橋-大橋（螺環(huán)），大橋-小橋（橋環(huán)）從近螺C開始（螺環(huán)），從橋頭C開始（橋環(huán)）7-甲基螺[4.5]癸烷7,12-二甲基二環(huán)

[4.3.3]十二烷練習(xí)：P302-521345678910346789521

1012112.2.2

環(huán)烷烴的異構(gòu)1.碳環(huán)異構(gòu)：C3C4C52.

順反異構(gòu)(1)概念：由于分子中與雙鍵或環(huán)相連接的原子或原子團(tuán)的相對(duì)旋轉(zhuǎn)受到阻礙可能產(chǎn)生的立體異構(gòu)稱順反異構(gòu)。CH3HHHCH3HCH3HHHHCH31,2-二甲基環(huán)丙烷CH3CH

CH3CH3

CH(2)異構(gòu)的表示：在系統(tǒng)命名前分別加“順－”或“反－”。兩個(gè)相同的原子或原子團(tuán)在環(huán)的同側(cè)為順式構(gòu)型。兩個(gè)相同的原子或原子團(tuán)在環(huán)的異側(cè)為反式構(gòu)型。HCH3

CH3H

HH順－1,2－二甲基環(huán)丙烷（b.p.

37℃）CH3HHH

CH3H反－1,2－二甲基環(huán)丙烷(b.p.

29℃)反－1－甲基－4－異丙基環(huán)己烷CH3HCH(CH3)2H（3）*構(gòu)象和構(gòu)型的異同點(diǎn)回顧構(gòu)象：同一構(gòu)型的化合物，由于單鍵的旋轉(zhuǎn)和扭曲，而使得原子或原子團(tuán)在空間產(chǎn)生多種不同的排布方式。一種構(gòu)象變成另一種構(gòu)象只需要鍵的不同點(diǎn)：旋轉(zhuǎn)。(不可分離）一種構(gòu)型變成另一種構(gòu)型需要化學(xué)鍵的斷裂與形成。（可分離）相同點(diǎn)：都表示分子中原子或原子團(tuán)在空間的排布方式。同

分

異

構(gòu)

體構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)碳鏈異構(gòu)

官能團(tuán)異構(gòu)位置異構(gòu)互變異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)對(duì)映異構(gòu)2.2.3環(huán)烷烴的物理性質(zhì)（自學(xué)）2.2.4環(huán)烷烴的化學(xué)性質(zhì)結(jié)構(gòu)分析：C—C，C—Hσ鍵，牢固，化性穩(wěn)定，似烷烴；但C3—C4環(huán)易破，環(huán)可以加成似烯烴大環(huán)似烷，小環(huán)似烯1．加成反應(yīng)（1）催化加氫CH3CH2CH3CH3(CH2)2CH3H2H2Pt/300℃

CH3(CH2)3CH3H2Ni/80℃H2Ni/120℃×結(jié)論：環(huán)丙烷、環(huán)丁烷不穩(wěn)定，環(huán)戊烷以上者較穩(wěn)定，證明環(huán)烷的穩(wěn)定性與環(huán)大小有關(guān)。C數(shù)≥6的環(huán)烷烴一般不進(jìn)行加氫反應(yīng)（2）加鹵素+

Br2室溫(褪色)Br

BrCH2CH2CH2用于鑒別環(huán)烷烴和烷烴+Br22

4Br(CH

)

Br×C數(shù)≥5的環(huán)烷烴一般不進(jìn)行加鹵素反應(yīng)（3）加鹵化氫+

HBrBrCH3CH2CH2室溫下只有環(huán)丙烷能反應(yīng)馬氏規(guī)則：斷裂連接取代基最多和最少的鍵，H加在含H多的C上。1、在哪里斷2、X和H如何分配練習(xí)：P32

2-6第一題+

HBrCH3C－CHCH2CH3

CH3BrH2．取代反應(yīng)Cl2光Cl2hvBr2hvClClBr3、氧化反應(yīng)×+

KMnO4室溫HNO3(濃)鑒別烯烴和環(huán)丙烷自由基反應(yīng)HOOC–(CH2)4–COOH

己二酸練習(xí)：P32

2-62.2.5

環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性化學(xué)性質(zhì)表明：環(huán)丙烷和環(huán)丁烷不穩(wěn)定；環(huán)戊烷和環(huán)己烷較穩(wěn)定。環(huán)丙烷環(huán)丙烷張力較大，具有較高的能量。因此，環(huán)丙烷的化學(xué)性質(zhì)活潑，容易開環(huán)加成。HHHHHH

HHHHHHHHHH環(huán)丁烷（蝴蝶式結(jié)構(gòu)）環(huán)丁烷與環(huán)丙烷相似，C-C鍵也是彎曲的，C-C-C鍵角約