烷烴的性質(zhì)ppt課件

1、1Organic Chemistry第二章第二章 烷烷 烴烴2第二章第二章 烷烴烷烴 (Alkane )(一一) 烴的定義烴的定義(二二) 烴的分類烴的分類: 分子中只含有分子中只含有C、H兩種元素的有機(jī)化合物叫兩種元素的有機(jī)化合物叫 碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔?簡稱烴簡稱烴.(1)開鏈烴開鏈烴(鏈烴鏈烴),又叫脂肪烴又叫脂肪烴. 可分為可分為:烷烴烷烴 、烯烴、烯烴 、二烯烴、二烯烴 、炔烴等、炔烴等(2)閉鏈烴閉鏈烴(環(huán)烴環(huán)烴). 又分為又分為:脂環(huán)烴和芳香烴兩類脂環(huán)烴和芳香烴兩類.3 又叫飽和烴又叫飽和烴,由于石蠟是烷烴的混合物由于石蠟是烷烴的混合物,故烷烴也稱石蠟烴故烷烴也稱石蠟烴.例如例如

2、:甲烷甲烷,乙烷乙烷,丙烷丙烷,丁烷丁烷(正丁烷正丁烷,異丁烷異丁烷),戊烷戊烷 (正戊烷正戊烷,異戊烷異戊烷,新戊烷新戊烷).2.1 烷烴的通式烷烴的通式,同系列和構(gòu)造異構(gòu)同系列和構(gòu)造異構(gòu)(1)烷烴烷烴名稱名稱 分子式分子式 構(gòu)造式構(gòu)造式 球棒模型球棒模型甲烷甲烷 CH4乙烷乙烷 C2H6MethaneEthane4丙烷丙烷 CH3CH2CH3丁烷丁烷 CH3(CH2)2CH3PropaneButane名稱名稱 結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)簡式 構(gòu)造式構(gòu)造式 球棒模型球棒模型5NameCondensed StructurePentane (戊烷戊烷)CH3(CH2)3CH3Hexane (己烷己烷)CH3(

3、CH2)4CH3Heptane (庚烷庚烷)CH3(CH2)5CH3Octane (辛烷辛烷)CH3(CH2)6CH3Nonane (壬烷壬烷)CH3(CH2)7CH3Decane (癸烷癸烷)CH3(CH2)8CH3Undecane (十一烷十一烷)CH3(CH2)9CH3Dodecane (十二烷十二烷)CH3(CH2)10CH36 直鏈烷烴分子中，一個或幾個直鏈烷烴分子中，一個或幾個-CH2-基團(tuán)（亞甲基）連成碳鏈基團(tuán)（亞甲基）連成碳鏈，碳鏈的兩端再連有兩個氫原子，因此直鏈烷烴的通式可寫為，碳鏈的兩端再連有兩個氫原子，因此直鏈烷烴的通式可寫為: H ( CH2 )n H 或：或： CnH

4、2n+2 (2)烷烴的通式烷烴的通式 乙烷可看成甲烷的一個氫原子被甲基乙烷可看成甲烷的一個氫原子被甲基-CH3取代；取代； 丙烷可看成乙烷上的一個丙烷可看成乙烷上的一個H被甲基被甲基-CH3取代取代; 丁烷可看成丙烷的一個丁烷可看成丙烷的一個H被甲基被甲基 -CH3 取代：取代：丙烷丙烷正丁烷正丁烷 異丁烷異丁烷7 由于分子式相同由于分子式相同,但它們的構(gòu)造不同但它們的構(gòu)造不同(分子中各原子相連的方式分子中各原子相連的方式和次序不同和次序不同). 又叫構(gòu)造異構(gòu)體。又叫構(gòu)造異構(gòu)體。它們是兩種它們是兩種不同不同的化合物的化合物.物理性質(zhì)一定的差異物理性質(zhì)一定的差異. 直鏈烴的沸點比帶有支鏈的構(gòu)造直

5、鏈烴的沸點比帶有支鏈的構(gòu)造異構(gòu)體的高（表異構(gòu)體的高（表2-1）.如：正丁烷的沸點：如：正丁烷的沸點：- 0.5，熔點：熔點：- 138.3， 異異丁烷的沸點：丁烷的沸點：- 11.7，熔點：熔點：- 159.4，同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體8戊烷可看成是正丁烷和異丁烷上的一個戊烷可看成是正丁烷和異丁烷上的一個 H被甲基被甲基-CH3 取代的產(chǎn)物取代的產(chǎn)物: (正戊烷正戊烷,異異戊烷戊烷,新戊烷新戊烷).9隨著碳原子數(shù)的增加隨著碳原子數(shù)的增加,烷烴的構(gòu)造異構(gòu)體的數(shù)目也越多烷烴的構(gòu)造異構(gòu)體的數(shù)目也越多.庚烷庚烷C7H16有有9個構(gòu)造異構(gòu)體個構(gòu)造異構(gòu)體,辛烷辛烷C8H18有有18個個.部分異構(gòu)體的物理性質(zhì)差

6、異見表部分異構(gòu)體的物理性質(zhì)差異見表2-1. 烷烴的通式烷烴的通式 CnH2n+2, 直鏈烴的通式可寫為直鏈烴的通式可寫為: H-(-CH2-)n-H同系物同系物在組成上相差一個或多個在組成上相差一個或多個 CH2,且結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似的一系列化合物稱為同系列且結(jié)構(gòu)和性質(zhì)相似的一系列化合物稱為同系列.同系列中的各化合物互稱同系物同系列中的各化合物互稱同系物. （表表2-1中的化合物都是烷烴同系列中的同系物中的化合物都是烷烴同系列中的同系物）系差系差同系列相鄰的兩個分子式的差值同系列相鄰的兩個分子式的差值 CH2 稱為系差稱為系差.(3)同系物同系物10(4)烷烴中碳原子的分類烷烴中碳原子的分類:與伯

7、與伯,仲仲,叔碳原子相連的叔碳原子相連的H原子原子,分別稱為分別稱為 伯伯,仲仲,叔叔H原子原子如：如：伯碳原子伯碳原子(第一碳原子第一碳原子),用用“1”表示；表示； 仲碳原子仲碳原子(第二碳原子第二碳原子),用用“2”表示；表示； 叔碳原子叔碳原子(第三碳原子第三碳原子),用用“3”表示；表示； 季碳原子季碳原子(第四碳原子第四碳原子),用用“4”表示。表示。111213 烷烴去掉一個氫原子后的原子團(tuán)烷烴去掉一個氫原子后的原子團(tuán).常用常用R-，或或(CnH2n+1- -)表示表示,所以烷烴又可用所以烷烴又可用通式通式RH表示表示. :對去掉一個直鏈烷烴末端氫原子所得的原對去掉一個直鏈烷烴末

8、端氫原子所得的原 子團(tuán)子團(tuán).命名時命名時“正正”字常用字常用n-代表代表.甲基甲基,乙基乙基; 正丙基正丙基CH3CH2CH2-: n-丙基丙基 :去掉一個仲氫原子所得的烷基去掉一個仲氫原子所得的烷基. 用用“sec-”表示表示. CH3CH2CH- , sec-丁基丁基 CH3(5)烷基烷基正烷基正烷基仲仲烷基烷基仲丁基仲丁基14 而而 CH3CH(CH2) n- - (n 0) 型的烷基叫異烷基型的烷基叫異烷基 CH3 用用“iso-”表示表示.iso-異丙基異丙基iso-異戊基異戊基 CH3CHCH2CH2- - CH3 去掉一個叔氫原子所得的烷基去掉一個叔氫原子所得的烷基. 用用“t-

9、”或或“tert-”表示表示. CH3叔丁基叔丁基: CH3-C- t-丁基丁基 CH3異異烷基烷基:叔叔烷基烷基:15 CH3 CH3-CH2-C- t-戊基戊基 CH3 CH3 CH3-C-CH2- CH3 叔戊基叔戊基:新戊基新戊基:neopentyl16 部分烷基的英文表示：部分烷基的英文表示：烷基烷基（Alkyl）烷烴分子中從形式上消除一個氫的部分，通常用烷烴分子中從形式上消除一個氫的部分，通常用 R- 表示，英文表示，英文 用用 “ yl ” 替代替代 “ ane ”l甲基甲基 Methyl CH3- Mel乙基乙基 Ethyl CH3CH2- Etl正丙基正丙基 n-Propyl

10、 CH3CH2CH2- n-Pr l異丙基異丙基 isopropyl (CH3)2CH- i-Prl正丁基正丁基 n-Butyl CH3CH2CH2CH2- n-Bul仲丁基仲丁基 sec-Butyl CH3CH2CHCH3 sec-Bul異丁基異丁基 iso-Butyl (CH3)2CHCH2- i-Bu l叔丁基叔丁基 tert-Butyl (CH3)3C- tert-Bu17Me甲基；甲基； Et乙基；乙基；Pr丙基；丙基；i-Pr異丙基；異丙基；n-Bu正丁基；正丁基；t-Bu叔丁基（三級丁基）；叔丁基（三級丁基）；Ar芳基；芳基；Ph苯基；苯基；Ac乙?；?；乙酰基；R烷基烷基常用基團(tuán)

11、的英文簡寫常用基團(tuán)的英文簡寫18最早根據(jù)碳原子數(shù)命名：甲烷最早根據(jù)碳原子數(shù)命名：甲烷,乙烷乙烷,丙烷丙烷. 支鏈烷（異構(gòu)體）支鏈烷（異構(gòu)體） CH3 CH3CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3 CH3-C-CH3 CH3 正戊烷正戊烷 異戊烷異戊烷 新戊烷新戊烷2.2 烷烴的命名烷烴的命名一一. 習(xí)慣命名法習(xí)慣命名法19 H H CH3 CH3-C-CH3 CH3-C-CH2CH3 CH3-C-CH3 CH3 CH3 CH3 異丁烷異丁烷 異戊烷異戊烷 新戊烷新戊烷 三甲基甲烷三甲基甲烷 二甲基乙基甲烷二甲基乙基甲烷 四甲基甲烷四甲基甲烷 二、衍生物命名法二、衍生物命名法三三

12、. 系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法(IUPAC)(1) 直鏈烷烴按碳原子數(shù)命名直鏈烷烴按碳原子數(shù)命名 10以內(nèi)：依次用天干以內(nèi)：依次用天干:甲乙丙丁戊己庚辛壬甲乙丙丁戊己庚辛壬癸癸(gui) . 10以上：用中文數(shù)字以上：用中文數(shù)字:十一十一.烷烷.20 把構(gòu)造式中連續(xù)的最長碳鏈把構(gòu)造式中連續(xù)的最長碳鏈-作為母體稱為某烷作為母體稱為某烷.若最長碳鏈不止若最長碳鏈不止一條一條,選擇其中含較多支鏈的為主鏈選擇其中含較多支鏈的為主鏈. 最長連續(xù)碳鏈有八個碳原子最長連續(xù)碳鏈有八個碳原子,該化合物母體的名稱為辛烷該化合物母體的名稱為辛烷選擇主鏈選擇主鏈(2)帶有支鏈的烷烴帶有支鏈的烷烴例例1：21例例2：六個碳的

13、主鏈上有四個取代基六個碳的主鏈上有四個取代基 六個碳的主鏈上有兩個取代基六個碳的主鏈上有兩個取代基22按最接近取帶基的一端開始將主鏈碳原子用阿拉伯?dāng)?shù)字按最接近取帶基的一端開始將主鏈碳原子用阿拉伯?dāng)?shù)字1,2,3.編號編號. (使取代使取代基的位次最小基的位次最小)帶有支鏈的烷烴帶有支鏈的烷烴編號編號:編號正確編號正確 編號不正確編號不正確23a:把它們在母鏈上的位次作為取代基的前綴，把它們在母鏈上的位次作為取代基的前綴，2-甲基甲基.b:有不同取代基時，簡單的放在前有不同取代基時，簡單的放在前面面,復(fù)雜的放在后面復(fù)雜的放在后面;注意：英文名注意：英文名稱則以取代基的首字母稱則以取代基的首字母A、

14、B、C為次序為次序.c:相同的取代基可以合并，但應(yīng)在基團(tuán)名稱之前寫明位次和數(shù)目，數(shù)目用二，三，四相同的取代基可以合并，但應(yīng)在基團(tuán)名稱之前寫明位次和數(shù)目，數(shù)目用二，三，四.表示表示.d:位次數(shù)字之間須用逗號位次數(shù)字之間須用逗號“,”隔開，位次與基名之間需用短線隔開，位次與基名之間需用短線“-”相隔。最后一個基相隔。最后一個基名和母體名稱直接相連。名和母體名稱直接相連。命名取代基命名取代基:CH3CH2CHCH2CH2CH3CHCH3CH31234563-ethyl-2-methylhexane (two substituents)24 CH2CH3CH3CHCH2CHCH2CH3 CH2CH2C

15、H3CH3CH2CH - -CHCH2CH3 CH3-CH CHCH3 CH3 CH311例例1: 例例2: 取代基取代基: 3-甲基甲基 5-乙基乙基取代基取代基: 2,5-二甲基二甲基 3,4-二乙基二乙基2,5-二甲基二甲基-3,4-二乙基己烷二乙基己烷3,4-diethyl-2,5-dimethylhexane(注意主鏈注意主鏈)(注意編號注意編號)3-甲基甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷5-ethyl-3-methyloctane25 CH3CH-CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH3 CH2 CH-CH3 CH3 2,3,7-三甲基三甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷 5-ethyl-2,3

16、,7-trimethyloctane1例例3:26基團(tuán)大小的排序原則：2728292.3 烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴的結(jié)構(gòu)2.3.1 甲烷的結(jié)構(gòu)和甲烷的結(jié)構(gòu)和 sp3雜化軌道雜化軌道甲烷的球棒模型甲烷的球棒模型Stuart模型模型30sp3雜化軌道雜化軌道一個一個s軌道與三個軌道與三個p軌道形成四個軌道形成四個sp3雜化軌道雜化軌道31 凡是成鍵電子云對鍵軸呈圓柱形對稱的鍵均稱為凡是成鍵電子云對鍵軸呈圓柱形對稱的鍵均稱為 鍵鍵.以以 鍵相連的鍵相連的兩個原子可以相對旋轉(zhuǎn)而不影響電子云的分布兩個原子可以相對旋轉(zhuǎn)而不影響電子云的分布. 鍵鍵甲烷的四個甲烷的四個C-H 鍵鍵32乙烷分子中乙烷分子中C-C 鍵鍵(

17、C-H 鍵用直線表示鍵用直線表示)2.3.2 其它烷烴的結(jié)構(gòu)其它烷烴的結(jié)構(gòu)乙烷的乙烷的C- C 鍵鍵Stuart模型模型33其他烷烴：據(jù)測定，除乙烷外，烷烴分子的碳鏈并不排布在一條直線上，而是其他烷烴：據(jù)測定，除乙烷外，烷烴分子的碳鏈并不排布在一條直線上，而是曲折曲折地地排布在空間。這是烷烴碳原子的四面體結(jié)構(gòu)所決定的。如排布在空間。這是烷烴碳原子的四面體結(jié)構(gòu)所決定的。如丁烷丁烷的結(jié)構(gòu)：的結(jié)構(gòu)：烷烴分子中各原子之間都以烷烴分子中各原子之間都以鍵鍵相連接的，所以兩個碳原子可以相對旋轉(zhuǎn)，形成了不同相連接的，所以兩個碳原子可以相對旋轉(zhuǎn)，形成了不同的空間排布。實際上，在室溫下烷烴（液態(tài)）的各種不同排布方

18、式經(jīng)常不斷地互相轉(zhuǎn)的空間排布。實際上，在室溫下烷烴（液態(tài)）的各種不同排布方式經(jīng)常不斷地互相轉(zhuǎn)變著。變著。 34為了方便，只要寫出鋸齒形骨架為了方便，只要寫出鋸齒形骨架,用鋸齒形線的用鋸齒形線的角角(120)及其及其端點端點代表碳原子代表碳原子.不寫出不寫出每個碳上所連的氫原子每個碳上所連的氫原子.但其它原子必須寫出但其它原子必須寫出.注意注意:鍵線式鍵線式書寫烷烴的分子結(jié)構(gòu)書寫烷烴的分子結(jié)構(gòu):352.4烷烴的構(gòu)象烷烴的構(gòu)象 2.4.1乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象 乙烷分子中兩個甲基圍繞碳碳乙烷分子中兩個甲基圍繞碳碳鍵旋轉(zhuǎn)時，其氫原子在空間鍵旋轉(zhuǎn)時，其氫原子在空間的相對位置將不斷改變，形成無數(shù)個不同的空

19、間排列方式，這種通過的相對位置將不斷改變，形成無數(shù)個不同的空間排列方式，這種通過而引起不同的排列方式叫而引起不同的排列方式叫，它們互為，它們互為或稱或稱。 表示方法如下：表示方法如下：36重疊式 交叉式HHHHHHHHHHHHHHHHHHHH鋸架式傘 式鈕曼式373839EDegrees of Rotation 300601201802400360AABBBHHHHHHA B HHHHHH在重疊式中兩個碳上氫原子間距為在重疊式中兩個碳上氫原子間距為229pm(小于兩個氫原子的半經(jīng)之和小于兩個氫原子的半經(jīng)之和240pm)相互間排相互間排斥，能量高。斥，能量高。在交叉式中，兩個氫原子的間距為在交叉

20、式中，兩個氫原子的間距為250pm，交叉式能量最低，兩者能差約為，交叉式能量最低，兩者能差約為12KJ/mol，能量圖如下：能量圖如下：40為為主主2.4.2丁烷的構(gòu)象丁烷的構(gòu)象41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42 取代乙烷衍生物的構(gòu)象取代乙烷衍生物的構(gòu)象 例：例：1,2-二溴乙烷二溴乙烷(對對 位交叉式構(gòu)象約占位交叉式構(gòu)象約占84) 乙二醇乙二醇(分子內(nèi)氫鍵分子內(nèi)氫鍵, 主要為鄰位交叉式構(gòu)主要為鄰位交叉式構(gòu) 象象)HHHHBrBrHHHHOHHO43直鏈烷烴直鏈烷烴 隨著烷烴相對分子量的增加，分子間的作用力也增加，其沸點也相應(yīng)隨著烷烴相對

21、分子量的增加，分子間的作用力也增加，其沸點也相應(yīng)增高。增高。2.5 烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)(1)沸點（直鏈烷烴）沸點（直鏈烷烴）44(1-2)沸點（帶支鏈的烷烴）沸點（帶支鏈的烷烴） 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，則分子趨向球形，使分子不能像正烷烴支鏈增多，則分子趨向球形，使分子不能像正烷烴那樣接近，分子間作用力也就減弱，所以在較低的溫度下，就可以克服分子間引力那樣接近，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，則沸點越低同數(shù)碳原子的構(gòu)造異構(gòu)體中，分子的支鏈越多，則沸點越低。 例如：

22、例如： 正丁烷的沸點：正丁烷的沸點：- 0.5 異丁烷的沸點：異丁烷的沸點：- 11.745 基本上隨分子量基本上隨分子量 的增加而增加。的增加而增加。（奇數(shù)和偶數(shù)碳）（奇數(shù)和偶數(shù)碳） 烷烴的熔點變化：烷烴的熔點變化： 是因為晶體分子是因為晶體分子 間的作用力不僅間的作用力不僅 取決于分子的大取決于分子的大 小，也取決于他們在晶格中的排列。小，也取決于他們在晶格中的排列。 例例: (正戊烷正戊烷-129.8 ,異戊烷異戊烷-159.9 ,新戊烷新戊烷-16.8 )(2)熔點熔點直鏈烷烴的熔點與分子中所含碳原子數(shù)目的關(guān)直鏈烷烴的熔點與分子中所含碳原子數(shù)目的關(guān)系系 分子的對稱性增加，它們在晶格中的

23、排列越緊密，熔點也越高。分子的對稱性增加，它們在晶格中的排列越緊密，熔點也越高。46(3)相對密度相對密度: 隨著相對分子量的增加而有所增加隨著相對分子量的增加而有所增加,最后接近最后接近0.8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地減少的緣故。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地減少的緣故。47 當(dāng)溶劑分子之間的吸引力和溶質(zhì)分子之間，以及溶劑分子與溶質(zhì)分子之間的相互吸當(dāng)溶劑分子之間的吸引力和溶質(zhì)分子之間，以及溶劑分子與溶質(zhì)分子之間的相互吸引力相近時，溶解容易進(jìn)行。引力相近時，溶解容易進(jìn)行。氯化鈉的溶劑比氯化鈉的溶劑比 烷烴不溶于水，而易溶于四氯化碳烷烴

24、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”(4)溶解度溶解度484950 烷烴為不活潑有機(jī)物。烷烴為不活潑有機(jī)物。石油醚石油醚（C5C6的烷烴）的烷烴）,汽油，煤油等作為溶劑汽油，煤油等作為溶劑;凡士林凡士林（C18C34的烷烴）潤滑劑的烷烴）潤滑劑. 燃燒燃燒:高級脂肪酸高級脂肪酸:條件條件:催化劑催化劑KMnO4,MnO2或脂肪酸錳或脂肪酸錳.120,1.53MPa其中其中C10C20的脂肪酸可代替天然油脂制取肥皂的脂肪酸可代替天然油脂制取肥皂. 2.6 烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)2.6.1 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)2.6.2 異構(gòu)化反應(yīng)異構(gòu)化反應(yīng)51裂化裂化在高溫下使烷烴分子發(fā)

25、生裂解的過程。在高溫下使烷烴分子發(fā)生裂解的過程。 CH3CH2CH2CH3混合物混合物 (較低級的較低級的烯，烷，烯，烷，H2)熱裂化反應(yīng)熱裂化反應(yīng)通常在通常在5MPa及及500600下進(jìn)行的裂化反應(yīng)。下進(jìn)行的裂化反應(yīng)。催化裂化催化裂化在催化劑存在下的裂化在催化劑存在下的裂化.碳鏈斷裂的同時伴有異構(gòu)化，環(huán)化，脫氫等反碳鏈斷裂的同時伴有異構(gòu)化，環(huán)化，脫氫等反應(yīng)，生成帶有支鏈的烷烴，烯烴和芳香烴等。催化裂化一般在應(yīng)，生成帶有支鏈的烷烴，烯烴和芳香烴等。催化裂化一般在450500 ,常壓下進(jìn)常壓下進(jìn)行。能提高汽油的質(zhì)量行。能提高汽油的質(zhì)量(高辛烷值，高辛烷值，2,2,4-三甲基戊烷三甲基戊烷為為10

26、0)。 裂解裂解在更高溫度下（在更高溫度下（700）進(jìn)行深度裂化，這種以得到更多低級烯烴（乙烯）進(jìn)行深度裂化，這種以得到更多低級烯烴（乙烯，丙烯，丁烯等）為目的的裂化過程，叫，丙烯，丁烯等）為目的的裂化過程，叫“裂解裂解”。2.6.3 裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)52 CH4 + Cl2 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4(2)其它烷烴的氯代反應(yīng)其它烷烴的氯代反應(yīng) 設(shè)設(shè):伯氫原子活潑性為伯氫原子活潑性為1,仲氫原子相對活潑性為仲氫原子相對活潑性為x: 57/43=2x/6 x=42.6.4 取代反應(yīng)取代反應(yīng)(1)甲烷的氯代反應(yīng)甲烷的氯代反應(yīng) (自由基取代自由基取代)丙烷氯代反應(yīng)丙烷氯代反應(yīng):伯

27、伯,仲仲,叔氫原子的反應(yīng)活性叔氫原子的反應(yīng)活性53設(shè)設(shè)y為叔氫原子的相對活潑性為叔氫原子的相對活潑性則則: 36/64 = y/9 y=5.06則在則在室溫下室溫下伯伯,仲仲,叔氫原子的反應(yīng)活性叔氫原子的反應(yīng)活性:1:4:5.* *異丁烷氯代反應(yīng)異丁烷氯代反應(yīng): :產(chǎn)物混合，復(fù)雜，一般不用產(chǎn)物混合，復(fù)雜，一般不用氯代來制備鹵代烴氯代來制備鹵代烴補(bǔ)充補(bǔ)充-高溫下逐漸接近高溫下逐漸接近1:1:1.54 (3)烷烴與其它鹵素的取代反應(yīng)烷烴與其它鹵素的取代反應(yīng)伯伯,仲仲,叔氫原子的反應(yīng)活性叔氫原子的反應(yīng)活性:1:82:1600.溴更具有選擇性溴更具有選擇性.產(chǎn)物單一，可用溴代來制備產(chǎn)物單一，可用溴代來

28、制備鹵代烴鹵代烴 烷烴與碘作用得不到碘代烷烷烴與碘作用得不到碘代烷. 與氟反應(yīng)劇烈與氟反應(yīng)劇烈,不易控制不易控制,會引起爆炸會引起爆炸.痕量痕量55例題例題1例題例題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:思考思考:如果是發(fā)生氯代反應(yīng)產(chǎn)物如何如果是發(fā)生氯代反應(yīng)產(chǎn)物如何?56 Cl Cl + 能量能量 Cl + Cl (氯原子氯原子,氯自由基氯自由基) Cl + H CH3 HCl + CH3 (甲基自由基甲基自由基) CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl . Cl + Cl Cl2 CH3 + CH3 CH

29、3CH3 Cl + CH3 CH3Cl .2.7 甲烷氯代反應(yīng)歷程甲烷氯代反應(yīng)歷程(1)鏈的引發(fā)：鏈的引發(fā)：(2)鏈增長鏈增長(鏈傳遞鏈傳遞):(3)鏈終止鏈終止:氯代混合物氯代混合物57(1) 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. 2.8 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 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)比氯代反應(yīng)緩慢.反應(yīng)熱、活化能和過渡態(tài)反應(yīng)熱、活化能和過渡態(tài)58活化能活化能-過渡態(tài)與反應(yīng)物之間的能量差是形成過渡態(tài)所必須的最低能量過渡態(tài)與反應(yīng)物之間的能

30、量差是形成過渡態(tài)所必須的最低能量,也是使該反應(yīng)也是使該反應(yīng)進(jìn)行所需的最低能量進(jìn)行所需的最低能量,叫活化能叫活化能.過渡態(tài)過渡態(tài)59Cl + H-CH3 H3CHCl H-Cl + CH3 反應(yīng)的能量變化反應(yīng)的能量變化60CH3 + Cl-Cl CH3ClCl CH3-Cl + Cl H= -106 kJ/mol能量變化能量變化110 kJ/mol61總總： Cl + H-CH3 CH3-Cl + Cl 能量變化能量變化62 X2 2X (光或熱光或熱) X + RH HX + R R + X2 RX + X . X + X X2 R + X RX R + R R-R2.9 一般烷烴的鹵代反應(yīng)歷

31、程一般烷烴的鹵代反應(yīng)歷程(1)鏈的引發(fā)：鏈的引發(fā)：(2)鏈增長鏈增長(鏈傳遞鏈傳遞):(3)鏈終止鏈終止:63 氯自由基可以分別奪取伯氯自由基可以分別奪取伯,仲仲,叔氫原子形成伯叔氫原子形成伯,仲仲,叔烷基自由基叔烷基自由基,進(jìn)一步可生成不同的一進(jìn)一步可生成不同的一氯代產(chǎn)物氯代產(chǎn)物.從各鍵的離解能來看從各鍵的離解能來看: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:從丙烷開始從丙烷開始,一氯代產(chǎn)物就不止一種。一氯代產(chǎn)物就不止一種。64從各鍵的離解能來看從各鍵的離解能來看: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 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. (即氫被奪取的容易程度即氫被奪取的容易程