第二章 飽和烴(烷烴).ppt

1、第二章飽和烴（烷烴）,3 .掌握烷烴的性質(zhì)，特別是自由基反應(yīng)的基本歷程；,目的要求：,1 .掌握烷烴的同分異構(gòu)及其系統(tǒng)命名法；,2 .掌握烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，了解乙烷和丁烷的構(gòu)象；,4.了解烷烴的來源及用途。,烴的分類：,1.定義：,2.1烷烴的通式、同分異構(gòu),在分子中，碳原子間以單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子剩余的價(jià)鍵全部跟氫原子結(jié)合（被H所飽和），這樣的烴叫做烷烴。,2.通式：,CnH2n+2 （ 1）,3.同分異構(gòu)：,凡是分子式相同，而結(jié)構(gòu)不同的化合物叫同分異構(gòu)體，這種現(xiàn)象稱同分異構(gòu)現(xiàn)象。,在同分異構(gòu)體中，如果結(jié)構(gòu)的不同是由于分子中各原子的連結(jié)次序和連結(jié)方式（即構(gòu)造）不同而引起的，這種異構(gòu)體又叫構(gòu)造

2、異構(gòu)體。如：,（骨架異構(gòu)或碳鏈異構(gòu)）,（位置異構(gòu)和官能團(tuán)異構(gòu) ）,同系物：,4.同系列：,凡是具有相同的通式，在組成上相差一個(gè)或多個(gè)CH2，且結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)隨著C原子數(shù)目的增加而有規(guī)律變化的一系列化合物稱為同系列。,同系列中的各化合物互稱為同系列。,系差：,同系列中，相鄰的兩個(gè)分子式的差值（CH2）稱為系差。,5.碳、氫原子的分類：,伯碳： 仲碳： 叔碳： 季碳：,與一個(gè)碳原子直接相連的碳，也稱為第一碳原子或1（一級）碳，,與二個(gè)碳原子直接相連的碳，也稱為第二碳原子或2（二級）碳，,與三個(gè)碳原子直接相連的碳，也稱為第三碳原子或3（三級）碳，,與四個(gè)碳原子直接相連的碳，也稱為第四碳

3、原子或4（四級）碳，,與伯、仲、叔碳原子相連的氫原子分別稱為伯、仲、叔氫原子或1H、2H、3H,伯、仲、叔氫：,例子：,直鏈烷烴去掉一個(gè)伯氫所得的烷基叫正烷基，常用“n”(normal)代表“正”；去掉一個(gè)仲氫所得的烷基叫仲烷基，常用“sec”(secondary)代表；,6.烷基：,烷烴去掉一個(gè)（或幾個(gè)）氫原子后的原子團(tuán)叫做烷基，常用R表示。,烷烴去掉一個(gè)叔氫后所得的烷基叫叔烷基，可用“t”或“tert”(tertiary)表示；,型的烷基叫異烷基，“異”字有時(shí)也用“iso”(isomeric)代表；,2.2烷烴的命名,1.習(xí)慣命名法：,把一系列烷烴用正、異、新區(qū)分開。,2. 衍生物命名法：

4、,把烷烴看作是甲烷的衍生物來命名，但對復(fù)雜的烷烴不適用。,3. 系統(tǒng)命名法：,是Imtermational Union of Pure and Applied Chemistry（簡稱IUPAC）制定的，國際通用。,按碳原子數(shù)命名，十以內(nèi)的用天干（甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸），十以上的直接用中文數(shù)字。,.直鏈烷烴的命名：,.帶支鏈烷烴的命名：,按下列步驟,.選主鏈： .編號： .取代基處理：,從最靠近取代基的一端開始用阿拉伯?dāng)?shù)字給主鏈C原子編號，以確定取代基的位次，要使編號總和最小。,連同位次，按由簡單到復(fù)雜，將取代基的名稱寫在母體名稱前，注意位置和名稱之間要用一短劃線隔開。取代基

5、相同者要合并（個(gè)數(shù)用中文數(shù)字二、三等），注意位次不能合并，位次數(shù)字間用逗號隔開。,選連續(xù)最長、含取代基最多的碳鏈做主鏈，作為烷烴命名的母體。,即：選主鏈，作母體，定某烷； 選起點(diǎn)，定編號，定支位； 支名前，母名后； 支名同，要合并；支名異，簡在前。,如：,2,5,5,6四甲基4,6二乙基辛烷,3甲基戊烷,2,4二甲基戊烷,3甲基十一烷,練習(xí)：下列化合物的系統(tǒng)命名法中哪些應(yīng)予以改正：,4 ,4二甲基庚烷,4甲基5乙基辛烷,4異丙基庚烷,2.3烷烴的結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：,C：sp3雜化,楔形式 透視式 紐曼式,乙烷交叉式構(gòu)象的表示方法：,乙烷重疊式構(gòu)象的表示方法：,楔形式 透視式 紐曼式,鍵:,沿著軌

6、道對稱軸方向發(fā)生軌道重疊而形成的共價(jià)鍵，其電子云分布具有圓柱形的軸對稱，長軸在兩個(gè)原子核的聯(lián)接線上，這樣的共價(jià)鍵叫做鍵。,2.4烷烴的構(gòu)象,由于原子或原子團(tuán)圍繞單鍵鍵軸旋轉(zhuǎn)，而引起的分子中各原子或原子團(tuán)在空間的不同排布方式稱為構(gòu)象。,1.乙烷的構(gòu)象：,構(gòu)象（conformation）：,.典型的構(gòu)象只有有限的幾種（乙烷的為交叉式(antiperiplanar)和重疊式(synperiplanar) ）。,.乙烷的構(gòu)象有無限多種；,視圖,下內(nèi)容,返回,.各種構(gòu)象的存在幾率不同。,2.正丁烷的構(gòu)象,（幾乎不存在）,構(gòu)象的穩(wěn)定性比較 ：,反位交叉式 順位交叉式 部分重疊式 全重疊式,脂肪族化合物的構(gòu)

7、象都與乙烷及正丁烷的構(gòu)象相當(dāng)，占優(yōu)勢的構(gòu)象為反位交叉式，即分子中兩個(gè)最大的基團(tuán)處于對位成180角的排布。,視圖,下內(nèi)容,返回,2.5烷烴的物理性質(zhì),1.物質(zhì)的狀態(tài)：,烷烴的沸點(diǎn)都很低，并且沸點(diǎn)隨分子量的增加，有規(guī)則地沸點(diǎn)上升，越到高級系列上升越慢。在相同碳原子數(shù)的烷烴中，直鏈的沸點(diǎn)比帶支鏈的高，這是由于在液態(tài)下，直鏈的烴分子易于相互接近，而有側(cè)鏈的烴分子空間阻礙較大，不易靠近。,2.沸點(diǎn)（b.p）：,常溫常壓下，C1 C4的烷烴為氣體；C5 C16的為液體；C17以上的為固體。,3.熔點(diǎn)（m.p）：,烷烴的熔點(diǎn)都很低，并且熔點(diǎn)隨分子量的增加而升高。,注意：, 含偶數(shù)碳原子的正烷烴比奇數(shù)碳原子的

8、熔點(diǎn)高。,對同數(shù)碳原子的烷烴來說，結(jié)構(gòu)對稱的分子熔點(diǎn)高。,烷烴不溶于水和其它極性較強(qiáng)的溶劑；溶于苯、乙醚和氯仿等非極性溶劑。,4 .密度：,烷烴的密度隨著分子量的增加而逐漸增大，但都比水輕（液體1）。,5 .溶解度：,2.6烷烴的化學(xué)性質(zhì),在一般情況下，烷烴性質(zhì)穩(wěn)定，與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及常用的氧化劑、還原劑都不發(fā)生反應(yīng)。但在一定的條件下，烷烴也可以和一些試劑起反應(yīng)。,1.取代：,有機(jī)物分子中的某些原子或原子團(tuán)被其它原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)稱為取代反應(yīng)。,CH4和Cl2在黑暗中不起反應(yīng)，如果在強(qiáng)烈的日光照射下，則起猛烈反應(yīng)，甚至發(fā)生爆炸：,在漫射光、熱或催化劑（如(C2H5)4Pb）的作用下：,反應(yīng)得

9、到的是四種產(chǎn)物的混合物，如果控制反應(yīng)條件，可使某一生成物為主要產(chǎn)物。,自由基取代反應(yīng),烷烴鹵代反應(yīng)機(jī)理：,第一步：鏈的引發(fā)：,第二步：鏈的傳遞（鏈增長）,第三步：鏈的終止：,即：,其他烷烴的氯代反應(yīng)：,甲烷氯代反應(yīng)過程中的能量變化：,得出結(jié)論：,烷烴中氫原子的反應(yīng)活潑性次序是3H2H1H。,自由基的穩(wěn)定性次序是：,3R2R1RCH3,烷烴與其它鹵素的取代反應(yīng)：,烷烴與氟作用反應(yīng)劇烈，生成碳和HF，無實(shí)用價(jià)值；烷烴不能與碘作用生成碘代烷；在光、熱、催化劑的作用下，烷烴也能與溴進(jìn)行溴代反應(yīng)，但反應(yīng)較緩慢，但溴更具有選擇性，溴總是盡量取代烷烴分子中的叔氫或仲氫，如：,鹵代活性：FClBrI；,選擇性：BrCl。,即：,2.氧化和燃燒