第一章 脂肪烴

1、有有 機(jī)機(jī) 化化 學(xué)學(xué)1.1 有機(jī)化合物有機(jī)化合物 1.1.1 概念概念碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锓肿又兄缓己蜌鋬煞N元素的分子中只含碳和氫兩種元素的化合物，又稱(chēng)為烴。碳?xì)浠匣衔?，又稱(chēng)為烴。碳?xì)浠衔锸怯袡C(jī)化合物的母體。物是有機(jī)化合物的母體。碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔锏难苌锏难苌锾細(xì)浠衔镏械臍湓颖黄渌細(xì)浠衔镏械臍湓颖黄渌踊蚧鶊F(tuán)替代后的化合物。原子或基團(tuán)替代后的化合物。有機(jī)化合物有機(jī)化合物含碳的化合物，或者碳?xì)浠虾嫉幕衔?，或者碳?xì)浠衔锛捌溲苌??？珊锛捌溲苌?。可含C C、H H、O O、N N、P P、S S等元素。等元素。 不含碳的有機(jī)物：不含碳的有機(jī)物：SiH4（硅烷）

2、（硅烷） 不含氫的有機(jī)物：不含氫的有機(jī)物：CCl41. 1.2 有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué) 1. 定義定義有機(jī)化學(xué)有機(jī)化學(xué)研究有機(jī)化合物的化學(xué)，即研研究有機(jī)化合物的化學(xué)，即研究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、究有機(jī)化合物的來(lái)源、制備、結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用以及有關(guān)理結(jié)構(gòu)、性能、應(yīng)用以及有關(guān)理論和方法的科學(xué)。論和方法的科學(xué)。為什么叫為什么叫“有機(jī)有機(jī)”化合物？化合物？ 這與人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)過(guò)程有關(guān)。在歷史上，這與人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界認(rèn)識(shí)過(guò)程有關(guān)。在歷史上，最早從動(dòng)植物中提取得到染料、藥物和香料等，因最早從動(dòng)植物中提取得到染料、藥物和香料等，因此人們認(rèn)為只有有生命力的動(dòng)植物能合成這類(lèi)化合此人們認(rèn)為只有有生命力的動(dòng)植物能合成這

3、類(lèi)化合物，其性質(zhì)又明顯不同于當(dāng)時(shí)已知的無(wú)機(jī)物，就稱(chēng)物，其性質(zhì)又明顯不同于當(dāng)時(shí)已知的無(wú)機(jī)物，就稱(chēng)為為有機(jī)化合物有機(jī)化合物。盡管后來(lái)可以人工合成有機(jī)化合物，盡管后來(lái)可以人工合成有機(jī)化合物，但有機(jī)化合物的名稱(chēng)仍沿用至今。但有機(jī)化合物的名稱(chēng)仍沿用至今。2 . 有機(jī)化學(xué)發(fā)展歷史有機(jī)化學(xué)發(fā)展歷史 有機(jī)化學(xué)的發(fā)展大體上分如下幾個(gè)階段：有機(jī)化學(xué)的發(fā)展大體上分如下幾個(gè)階段：建立有機(jī)化合建立有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)理論物結(jié)構(gòu)理論(19(19世紀(jì)世紀(jì)6060年代年代) ) 建立立體化學(xué)建立立體化學(xué)(19(19世紀(jì)世紀(jì)7070年年代代) ) 各分支學(xué)科各分支學(xué)科的形成的形成(19(19世紀(jì)以后世紀(jì)以后) )分析天然有機(jī)化合物分

4、析天然有機(jī)化合物(18(18世紀(jì)末世紀(jì)末1919世紀(jì)初世紀(jì)初) )人工合成有機(jī)物人工合成有機(jī)物(19(19世紀(jì)初世紀(jì)初) ) 利用天然有機(jī)利用天然有機(jī)化合物化合物(18(18世紀(jì)前世紀(jì)前) )分離天然有機(jī)化合物分離天然有機(jī)化合物(18(18世紀(jì)末世紀(jì)末) )有機(jī)化學(xué)及有機(jī)化學(xué)及“生命力學(xué)說(shuō)生命力學(xué)說(shuō)”vOld: “derived from living organisms”vNew: “chemistry of carbon compounds”vFrom inorganic to organic, Whler, 1828heatNH4+ OCN- H2NCNH2Ourea有機(jī)化學(xué)學(xué)科已經(jīng)形成

5、多種分支學(xué)科有機(jī)化學(xué)學(xué)科已經(jīng)形成多種分支學(xué)科3. 有機(jī)化學(xué)展望有機(jī)化學(xué)展望結(jié)構(gòu)上結(jié)構(gòu)上C NC SC OCFC ClC BrCIC P1 1、碳通常以共價(jià)鍵與其它原子相連、碳通常以共價(jià)鍵與其它原子相連C CC CC C2 2、自身成鍵能力強(qiáng)、自身成鍵能力強(qiáng)3 3、同分異構(gòu)現(xiàn)象普遍存在、同分異構(gòu)現(xiàn)象普遍存在1.2 有機(jī)化合物的特點(diǎn)有機(jī)化合物的特點(diǎn)1) 液體化合物的揮發(fā)性大。液體化合物的揮發(fā)性大。2) 固體化合物的熔點(diǎn)低，很少超過(guò)固體化合物的熔點(diǎn)低，很少超過(guò)400。3) 通常不溶于水。通常不溶于水。4) 容易燃燒，容易燃燒，CO2和和H2O是主要燃燒產(chǎn)物。是主要燃燒產(chǎn)物。5) 轉(zhuǎn)化速率慢，副產(chǎn)物多

6、，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物轉(zhuǎn)化速率慢，副產(chǎn)物多，反應(yīng)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)物的選擇性很少達(dá)到的選擇性很少達(dá)到100%。6) 有機(jī)化合物分子中原子間一般以共價(jià)鍵相連。有機(jī)化合物分子中原子間一般以共價(jià)鍵相連。性質(zhì)上性質(zhì)上有機(jī)化合物的特點(diǎn)有機(jī)化合物的特點(diǎn) 多、燃、低、難、慢多、燃、低、難、慢 種類(lèi)繁多，九百多萬(wàn)種種類(lèi)繁多，九百多萬(wàn)種(無(wú)機(jī)化無(wú)機(jī)化合物僅十余萬(wàn)種合物僅十余萬(wàn)種)；易燃；熔點(diǎn)；易燃；熔點(diǎn)低，一般不超過(guò)低，一般不超過(guò)300；難溶于；難溶于水；反應(yīng)速度慢水；反應(yīng)速度慢;且反應(yīng)條件不且反應(yīng)條件不同，產(chǎn)物也不同，伴有副反應(yīng)同，產(chǎn)物也不同，伴有副反應(yīng)1.1.3 學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的方法學(xué)習(xí)有機(jī)化學(xué)的方法 學(xué)好有機(jī)化學(xué)的

7、重要方法是：勤記憶、認(rèn)真做勤記憶、認(rèn)真做習(xí)題（作業(yè)）、善于歸納總結(jié)、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、遇習(xí)題（作業(yè)）、善于歸納總結(jié)、動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)、遇到問(wèn)題及時(shí)解決到問(wèn)題及時(shí)解決。 有機(jī)化學(xué)是實(shí)踐性非常強(qiáng)的學(xué)科，除了要做有機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)外，還需要到化工廠參觀、實(shí)踐，了解工業(yè)上如何制備、利用有機(jī)化合物。建議學(xué)生在有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的不同階段到就近的化工廠參觀實(shí)踐。有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特征1、 有機(jī)化合物構(gòu)造式的表示方法有機(jī)化合物構(gòu)造式的表示方法構(gòu)造：構(gòu)造：分子中原子之間相互連接的順序分子中原子之間相互連接的順序構(gòu)造式：構(gòu)造式：表示分子構(gòu)造的化學(xué)式表示分子構(gòu)造的化學(xué)式無(wú)機(jī)化合物：一個(gè)分子式只代表一個(gè)化合物，如：無(wú)機(jī)化

8、合物：一個(gè)分子式只代表一個(gè)化合物，如：H2SO4 只代表硫酸。只代表硫酸。 有機(jī)化合物：一個(gè)分子式可代表多個(gè)化合物，如：分有機(jī)化合物：一個(gè)分子式可代表多個(gè)化合物，如：分子式子式C2H6O 即可代表乙醇即可代表乙醇CH3CH2OH ，又可代表甲，又可代表甲醚醚CH3OCH3 。有機(jī)化合物構(gòu)造式的表示方法通常有：有機(jī)化合物構(gòu)造式的表示方法通常有： CCCCHHHHHHHHHHCH3CH2CH2CH3短線構(gòu)造式（蛛網(wǎng)式）短線構(gòu)造式（蛛網(wǎng)式）構(gòu)造簡(jiǎn)式構(gòu)造簡(jiǎn)式鍵線式鍵線式(CH3)2CHCCHCH2CH(CH3)2CH3 較常用的為較常用的為構(gòu)造簡(jiǎn)式構(gòu)造簡(jiǎn)式和和鍵線式。鍵線式。如：如：CCH2CH3CH

9、(CH3)2CH3CH2CH有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵有機(jī)化合物中的共價(jià)鍵 共價(jià)鍵：共價(jià)鍵：分子中原子間通過(guò)電子的共用而分子中原子間通過(guò)電子的共用而 形成的化學(xué)鍵，稱(chēng)為形成的化學(xué)鍵，稱(chēng)為共價(jià)鍵。共價(jià)鍵。 雜化軌道理論雜化軌道理論：同一原子內(nèi)，能量相近：同一原子內(nèi)，能量相近形狀不同的各原子軌道形狀不同的各原子軌道( S 、P 、d )，由，由于成鍵時(shí)原子間的相互影響，原子軌道改于成鍵時(shí)原子間的相互影響，原子軌道改變?cè)械男螤?，使這些軌道混合起來(lái)，重變?cè)械男螤睿惯@些軌道混合起來(lái)，重新分配能量和空間方向，組成一系列新的新分配能量和空間方向，組成一系列新的原子軌道的過(guò)程，稱(chēng)為原子軌道的過(guò)程，稱(chēng)為雜化雜化

10、。 3. 用雜化軌道法處理碳原子形成的共價(jià)鍵用雜化軌道法處理碳原子形成的共價(jià)鍵sp3雜化雜化：C的電子組態(tài)：1s2 2s2 2px1 2py12pz，其中2s2 2px1 2py1 2pz為價(jià)軌道，其中的電子為價(jià)電子。 C在形成化學(xué)鍵時(shí)，2s軌道與三個(gè)2p軌道雜化形成四個(gè)能級(jí)相等、形狀相同的sp3雜化軌道，每個(gè)軌道中一個(gè)電子。spsp3 3雜化軌道形狀雜化軌道形狀雜化軌道能量處雜化軌道能量處于于2s和和2p軌道能軌道能量之間量之間 四個(gè)sp3軌道互成109.5的角，指向四面體的四個(gè)頂角。C的四個(gè)sp3軌道 氫原子沿sp3軌道的對(duì)稱(chēng)軸方向接近C，H的1s軌道與sp3軌道的電子云能最大限度的重疊，

11、形成四個(gè)穩(wěn)定的、彼此夾角為109.5的CH 鍵，即為甲烷CH4分子。甲烷的甲烷的CH鍵鍵雜化與成鍵同時(shí)完成雜化與成鍵同時(shí)完成這是這是C C能形成碳鏈和碳環(huán)的化學(xué)鍵的基礎(chǔ)能形成碳鏈和碳環(huán)的化學(xué)鍵的基礎(chǔ)C的的sp3軌道與另一個(gè)軌道與另一個(gè)C的的sp3軌道沿著各自的對(duì)軌道沿著各自的對(duì)稱(chēng)軸成鍵，就形成稱(chēng)軸成鍵，就形成CC鍵：鍵： 因此氯甲烷的分子形狀應(yīng)與甲烷形狀相似。同樣C的sp3軌道還可以與 O、N 等原子的雜化軌道形成 CO、CN 等鍵。 C的sp3軌道也可以與鹵原子X(jué)的 p 軌道重疊，形成CX 鍵：鍵的特點(diǎn)鍵的特點(diǎn)： 成鍵兩原子可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的結(jié)果改變成鍵兩原子可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的結(jié)果改

12、變了連在兩成鍵原子上的原子空間排列。了連在兩成鍵原子上的原子空間排列。 sp2雜化雜化 碳原子的 2s 軌道與二個(gè) 2p 軌道雜化，形成三個(gè)能量相等、形狀相同的sp2軌道： 三個(gè)sp2軌道互成120，在一個(gè)平面上，與未雜化的2pz軌道垂直。碳的sp2和pz軌道： CC 鍵的形成：鍵的形成： 兩個(gè)sp2雜化的C原子沿著各自sp2軌道軸接近形成CC的 鍵的同時(shí)兩個(gè)2pz軌道也接近,從p軌道的側(cè)面互相重疊，形成CC 鍵，即C=C重鍵同時(shí)形成。pzpz軌道軌道: 乙烯分子的形成：乙烯分子的形成： 剩下的sp2軌道與四個(gè)氫原子的1s軌道重疊，形成四個(gè)CH 鍵，即乙烯分子。 乙烯的分子結(jié)構(gòu) 鍵的特征：鍵的

13、特征： 鍵強(qiáng)度小，是面對(duì)稱(chēng)；鍵強(qiáng)度小，是面對(duì)稱(chēng)； 鍵的對(duì)稱(chēng)面垂直鍵的對(duì)稱(chēng)面垂直于于 CC 和四個(gè)和四個(gè) CH 鍵所在的平面；鍵所在的平面； 鍵不能鍵不能繞繞 CC旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)； 鍵易流動(dòng)。鍵易流動(dòng)。 sp雜化雜化： 碳原子的2s軌道與一個(gè)2p軌道雜化，形成兩個(gè)能量相等、形狀相同的sp軌道。 兩個(gè)sp雜化軌道互成180，在一條直線上的兩個(gè)sp軌道與未雜化的2py、2pz軌道所在的平面垂直。碳的碳的sp、2py、2pz軌道軌道 C-C三重鍵的形成三重鍵的形成： 兩個(gè)sp雜化的C原子沿著各自sp軌道軸接近，形成CC 鍵的同時(shí)，兩個(gè)2py和兩個(gè)2pz軌道也互相接近，從p軌道的側(cè)面重疊，形成兩個(gè)CC 鍵,

14、即CC三重鍵同時(shí)形成。乙炔的兩個(gè)鍵: 乙炔分子的形成： 兩個(gè)sp軌道與兩個(gè)H的1s軌道形成兩個(gè)C-H 鍵,即乙炔分子形成。 在乙炔分子的CC三重鍵中，一個(gè)鍵，兩個(gè)互相垂直的鍵， 電子形成筒狀分布。乙炔三重鍵電子云:乙炔的鍵 sp3、sp2、sp軌道的比較： sp3、sp2、sp軌道的形狀相似，都是軸對(duì)稱(chēng)。sp3、sp2、sp軌道可以自身和相互間形成 C-C 鍵，形成飽和的、不飽和的碳鏈或碳環(huán)如： sp3 sp2 sp2 sp sp 也都能與其它原子軌道形成CX、CO、CN 等 鍵。CCCCC甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)及甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)及sp3、sp2、sp 雜化雜化109.5.SP3雜化軌道

15、碳原子的四個(gè)SP3雜化軌道甲烷分子120.Pzsp2碳原子的SP2雜化軌道和PZ軌道乙烯分子C原子的雜化方式往往決定了化合物的空間結(jié)構(gòu)原子的雜化方式往往決定了化合物的空間結(jié)構(gòu)乙炔的鍵乙炔分子不同雜化方式中不同雜化方式中s 成分的多寡決定了不同成分的多寡決定了不同 雜化碳原子的電負(fù)性。雜化碳原子的電負(fù)性。sspsp2sp3p電負(fù)性：2、 鍵與鍵與 鍵的差異：鍵的差異： 鍵鍵 鍵鍵 成鍵情況成鍵情況 + 鍵頭碰頭，成鍵軌道沿軸向相互重疊鍵頭碰頭，成鍵軌道沿軸向相互重疊 鍵肩并肩，成鍵軌道對(duì)稱(chēng)軸平行從側(cè)面重疊鍵肩并肩，成鍵軌道對(duì)稱(chēng)軸平行從側(cè)面重疊 電子云的分布情況電子云的分布情況 電子云集中于兩原子

16、電子云集中于兩原子 電子云分布在電子云分布在 鍵所在平鍵所在平 核的連線上，呈圓柱形分布核的連線上，呈圓柱形分布 面的上下兩方，呈塊狀分布。面的上下兩方，呈塊狀分布。 鍵兩原子可繞鍵軸鍵兩原子可繞鍵軸 鍵兩原子不能鍵兩原子不能 自由旋轉(zhuǎn)自由旋轉(zhuǎn) 繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn) 鍵鍵 鍵鍵 3.共價(jià)鍵的斷裂方式和有機(jī)反應(yīng)的類(lèi)型共價(jià)鍵的斷裂方式和有機(jī)反應(yīng)的類(lèi)型 1).共價(jià)鍵的均裂和自由基反應(yīng)共價(jià)鍵的均裂和自由基反應(yīng) 2).共價(jià)鍵的異裂和離子型反應(yīng)共價(jià)鍵的異裂和離子型反應(yīng)A ：BA + B A ：BA+ + B- 碳架碳架：有機(jī)化合物中，碳原子互相連接成鏈或 環(huán)，是分子的骨架，又稱(chēng)碳架。雜原子雜原子：

17、有機(jī)化合物中除C、H以外的原子 如N、O、S、P等稱(chēng)為雜原子。2.1.1 基本概念基本概念官能團(tuán)官能團(tuán)：官能團(tuán)是有機(jī)分子中比較活潑易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的原子或基團(tuán)，官能團(tuán)對(duì)化合物的性質(zhì)起著決定性作用，含有相同官能團(tuán)的化合物有相似的性質(zhì)。官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)官能團(tuán)的結(jié)構(gòu)：大多數(shù)官能團(tuán)是由電負(fù)性元素或電極性鍵組成的基團(tuán)有機(jī)化合物的分類(lèi)有機(jī)化合物的分類(lèi)2.1.2 有機(jī)化合物分類(lèi)的重要性有機(jī)化合物分類(lèi)的重要性1為什么要進(jìn)行分類(lèi)？為什么要進(jìn)行分類(lèi)？ 有機(jī)化合物數(shù)目龐大，目前已有近一千萬(wàn)余種，每年以萬(wàn)計(jì)數(shù)目增長(zhǎng)。為了便于系統(tǒng)地學(xué)習(xí)和研究，必須進(jìn)行科學(xué)的分類(lèi)。 2分類(lèi)方法分類(lèi)方法 隨著有機(jī)化學(xué)的發(fā)展，有機(jī)化合物的分類(lèi)方法

18、也在發(fā)展，有多種分類(lèi)方法。通用的是按分子的碳架結(jié)構(gòu)和有特征反應(yīng)的官能團(tuán)兩種分類(lèi)方法。2.1.3 按分子碳架分類(lèi)按分子碳架分類(lèi)1開(kāi)鏈化合物開(kāi)鏈化合物 化合物中碳原子連成鏈狀，稱(chēng)為開(kāi)鏈化合物開(kāi)鏈化合物，又稱(chēng)為脂肪族化合物脂肪族化合物。例如：CH3CH2CH2CH3CH3(CH2)10CH2OHCH2=C-CH=CH2CH3CH3(CH2)15CH2COOH正丁烷正丁烷十二碳醇（月桂醇）十二碳醇（月桂醇）異戊二烯異戊二烯 十八碳酸（硬脂酸）十八碳酸（硬脂酸）2碳環(huán)化合物碳環(huán)化合物 1) 脂環(huán)族化合物 分子中含有碳環(huán)的化合物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)與脂肪族化合物的相似，故稱(chēng)為脂環(huán)族化合物脂環(huán)族化合物。 例如：OHC

19、OOH環(huán)己烷環(huán)己烷環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯環(huán)己醇環(huán)己醇環(huán)戊基甲酸環(huán)戊基甲酸環(huán)丙基環(huán)己烷環(huán)丙基環(huán)己烷 2) 芳香族化合物 化合物中含有苯環(huán)，有芳香性，故稱(chēng)為芳芳香族化合物香族化合物。例如：CH2OHCH(CH3)2OH苯苯苯甲醇苯甲醇異丙基苯異丙基苯-萘酚萘酚菲菲蒽蒽聯(lián)苯聯(lián)苯 組成環(huán)骨架的原子除C外，還有雜原子，這類(lèi)化合物稱(chēng)為雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物。 例如：NOCHONS吡啶吡啶呋喃甲醛（糠醛）呋喃甲醛（糠醛）喹啉喹啉噻吩噻吩3雜環(huán)化合物雜環(huán)化合物2.1.4 按官能團(tuán)分類(lèi)按官能團(tuán)分類(lèi) 按分子中含的官能團(tuán)對(duì)化合物進(jìn)行分類(lèi)，有相同官能按分子中含的官能團(tuán)對(duì)化合物進(jìn)行分類(lèi)，有相同官能團(tuán)的化合物分為一類(lèi)。如：含羧基

20、（團(tuán)的化合物分為一類(lèi)。如：含羧基（COOHCOOH）的為羧酸，含）的為羧酸，含氰基（氰基（ CN CN）的為腈，含氨基（）的為腈，含氨基（ NH NH2 2）的為胺）的為胺 這個(gè)表又稱(chēng)這個(gè)表又稱(chēng)官能團(tuán)優(yōu)先順序表官能團(tuán)優(yōu)先順序表，它的順序要，它的順序要記牢記牢命命名時(shí)要用到。名時(shí)要用到。 在教科書(shū)中，一般是把這兩種分類(lèi)方法結(jié)合，先按在教科書(shū)中，一般是把這兩種分類(lèi)方法結(jié)合，先按碳架分類(lèi)，再按官能團(tuán)分為若干系列。碳架分類(lèi)，再按官能團(tuán)分為若干系列。 二、按官能團(tuán)分類(lèi)二、按官能團(tuán)分類(lèi)官能團(tuán)官能團(tuán)：OH 、COOH 等能賦予有機(jī)等能賦予有機(jī)化合物某些特性的原子團(tuán)，稱(chēng)為官能團(tuán)；化合物某些特性的原子團(tuán)，稱(chēng)為官

21、能團(tuán)；含有相同官能團(tuán)的化合物往往具有相似含有相同官能團(tuán)的化合物往往具有相似的性質(zhì)的性質(zhì),可歸為一類(lèi)；可歸為一類(lèi)；透徹了解各種官能團(tuán)的特性，是識(shí)別有機(jī)透徹了解各種官能團(tuán)的特性，是識(shí)別有機(jī)化合物和學(xué)好有機(jī)化學(xué)課程的關(guān)鍵?；衔锖蛯W(xué)好有機(jī)化學(xué)課程的關(guān)鍵。 常見(jiàn)官能團(tuán)及其名稱(chēng)：常見(jiàn)官能團(tuán)及其名稱(chēng)：官能團(tuán)官能團(tuán)結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)類(lèi)別類(lèi)別示示 例例雙雙 鍵鍵CC烯烯 烴烴CH2CH2叁叁 鍵鍵C C炔炔 烴烴 HC CH羥羥 基基OH醇、酚醇、酚CH3CH2OH羰羰 基基CO醛醛 、酮、酮CH3COCH3羧羧 基基COOH羧羧 酸酸CH3COOH鹵鹵 素素X鹵代烴鹵代烴CH3CH2Br氨氨 基基NH2胺胺CH3C

22、H2NH2 異構(gòu)異構(gòu)碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)互變異構(gòu)互變異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)(原子的連接(原子的連接順序和方式不同)順序和方式不同)同分異構(gòu)同分異構(gòu)立體異構(gòu)立體異構(gòu)(原子在空間的(原子在空間的 排列方式不同) 排列方式不同)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順?lè)串悩?gòu)順?lè)串悩?gòu)旋光異構(gòu)旋光異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)碳鏈異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)OOH互變異構(gòu)官能團(tuán)位置異構(gòu)CH3CH3OHOH 開(kāi)鏈烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象開(kāi)鏈烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象 烷烴分子的碳鏈異構(gòu)體數(shù)目和異構(gòu)體的烷烴分子的碳鏈異構(gòu)體數(shù)目和異構(gòu)體的構(gòu)造式，可用構(gòu)造式，可用逐步縮短碳鏈法逐步縮短碳鏈法推導(dǎo)得到。推導(dǎo)得到。 己烷己烷

23、C6H14 的碳鏈異構(gòu)的碳鏈異構(gòu) 1.寫(xiě)出己烷的最長(zhǎng)碳鏈寫(xiě)出己烷的最長(zhǎng)碳鏈(省去了省去了 H 原子原子)： CCCCCC (1) 2.寫(xiě)出比寫(xiě)出比(1)式少一個(gè)式少一個(gè) C 原子的碳鏈，原子的碳鏈，C C C C C C(2) C C C C CC (3) C C C C C C(4) (2)和和(4)相同相同3.寫(xiě)出比寫(xiě)出比(1)式少兩個(gè)式少兩個(gè) C 原子的碳鏈原子的碳鏈C C C C C (5) C C C C C C (6) C C C C C C C (7) H3CCCH3CH3CH3CH3CHCH211111234v與一個(gè)碳原子相連的碳原子與一個(gè)碳原子相連的碳原子 1 碳（伯碳、一級(jí)

24、碳）碳（伯碳、一級(jí)碳）v與兩個(gè)碳原子相連的碳原子與兩個(gè)碳原子相連的碳原子 2 碳（仲碳、二級(jí)碳）碳（仲碳、二級(jí)碳）v與三個(gè)碳原子相連的碳原子與三個(gè)碳原子相連的碳原子 3 碳（叔碳、三級(jí)碳）碳（叔碳、三級(jí)碳）v與四個(gè)碳原子相連的碳原子與四個(gè)碳原子相連的碳原子 4碳（季碳、四級(jí)碳）碳（季碳、四級(jí)碳）與伯碳原子相連的氫原子與伯碳原子相連的氫原子 1o氫（伯氫、一級(jí)氫）氫（伯氫、一級(jí)氫）與仲碳原子相連的氫原子與仲碳原子相連的氫原子 2o氫（仲氫、二級(jí)氫）氫（仲氫、二級(jí)氫）與叔碳原子相連的氫原子與叔碳原子相連的氫原子 3o氫（叔氫、三級(jí)氫）氫（叔氫、三級(jí)氫）脂肪族烴類(lèi)化合物脂肪族烴類(lèi)化合物烴：有機(jī)化合物

25、中只含有碳?xì)鋬煞N元素，統(tǒng)烴：有機(jī)化合物中只含有碳?xì)鋬煞N元素，統(tǒng)稱(chēng)為碳?xì)浠衔?，?jiǎn)稱(chēng)為烴。稱(chēng)為碳?xì)浠衔?，?jiǎn)稱(chēng)為烴。 “烴烴”是取碳中之是取碳中之“火火”、氫中之、氫中之“ ”組合而成，代表碳?xì)浠衔?。組合而成，代表碳?xì)浠衔铩?烷烴分子中，烷烴分子中，C原子全部以原子全部以SP3 雜化雜化軌道軌道參與成鍵，且分子中所有化學(xué)鍵均為參與成鍵，且分子中所有化學(xué)鍵均為鍵，鍵，CSP3 H1SCSP3 CSP3第第2章章 飽和烴飽和烴(烷烴烷烴)2.1 烷烴的分類(lèi)烷烴的分類(lèi)1. 鏈烷烴鏈烷烴 分子中碳與碳原子之間連接成鏈的烷烴稱(chēng)為鏈烷烴鏈烷烴，也稱(chēng)開(kāi)鏈烷烴或脂肪烷烴。 鏈烷烴分子通式為CnH2n+2（n

26、為整數(shù)）。 在鏈烷烴中，碳原子不都是連成一條鏈，可分支鏈。如丁烷 CH3CH2CH2CH3 ，異己烷 (CH3)2CHCH2CH2CH3，新己烷 (CH3)3CCH2CH3。二、烷烴的命名二、烷烴的命名 1. 普通命名法：普通命名法： 以分子中所含碳原子的數(shù)目，用以分子中所含碳原子的數(shù)目，用“天干天干”甲、乙、丙、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸和中國(guó)數(shù)字十一、十二丁、戊、己、庚、辛、壬、癸和中國(guó)數(shù)字十一、十二等命名的；而對(duì)碳鏈異構(gòu)體則以正、異、新、伯、等命名的；而對(duì)碳鏈異構(gòu)體則以正、異、新、伯、仲、叔、季等形容詞區(qū)分；仲、叔、季等形容詞區(qū)分； 普通命名法是早期對(duì)有機(jī)化合物的命名方法。普

27、通命名法是早期對(duì)有機(jī)化合物的命名方法。CH3CHCH3結(jié)構(gòu)的烷烴，稱(chēng)為結(jié)構(gòu)的烷烴，稱(chēng)為 “異某烷異某烷” 直鏈烷烴稱(chēng)為直鏈烷烴稱(chēng)為“正某烷正某烷” ；碳鏈一端帶有；碳鏈一端帶有正正戊烷戊烷CH3CH2CH2CH2CH3新新戊烷戊烷 以五個(gè)以五個(gè)C原子的烷烴為例原子的烷烴為例異異戊烷戊烷 CH3CHCH3CH2CH3CH3CCH3CH3CH3異異 2.烴基的命名烴基的命名 一個(gè)化合物從形式上去掉一個(gè)或幾個(gè)一個(gè)化合物從形式上去掉一個(gè)或幾個(gè)H 原子后剩余的部分稱(chēng)為原子后剩余的部分稱(chēng)為“基基” ； 一個(gè)化合物分子去掉一個(gè)一個(gè)化合物分子去掉一個(gè)H 原子后得到的原子后得到的基團(tuán)為一價(jià)基；命名時(shí)稱(chēng)為基團(tuán)為一

28、價(jià)基；命名時(shí)稱(chēng)為“某基某基” ，如，如 CH3 甲基（甲基（Me）Methyl； C2H5 乙基乙基（Et）ethyl； NH2 氨基氨基 一價(jià)基：一價(jià)基： 基亞基次基Univalent atoms or groups“n” 表示表示“正正” ，“i ” 表示表示“異異”(n-Pro)(i-Pro)CH3 CH CH2HHCH3 CH CH2HCH3 CH CH2HCH3CH2CH2n-C3H7正丙基正丙基(CH3)2CHi-C3H7異丙基異丙基(n-Bu)Sec-BuCH3CH2 CH CH2HHCH3CH2CH2CH2n-C4H9正丁基正丁基CH3CH2CHCH3仲丁基仲丁基(i-Bu)C

29、H3 C CH2HHCH3 異丁基異丁基CH3 CH CH2CH3 CH3 CH3 C CH3叔丁基叔丁基(t-Bu)CH2CCHHHHCH3CH CHCH2CHCH2CH2CCH3=丙烯基烯丙基異丙烯基或C6H5CH2或 C6H5CH2苯基芐基PhPhCH2 3. 衍生物命名法衍生物命名法 按照化合物由簡(jiǎn)到繁的原則，規(guī)定按照化合物由簡(jiǎn)到繁的原則，規(guī)定每類(lèi)化合物每類(lèi)化合物以最簡(jiǎn)單的一個(gè)化合物為母體，而將其余部分作以最簡(jiǎn)單的一個(gè)化合物為母體，而將其余部分作為取代基為取代基來(lái)命名的。來(lái)命名的。CCH3CH3CH3CH3CCH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CH3四甲基甲烷二甲基（正）丙基異丙基

30、甲烷烷烴以甲烷為母體。烷烴以甲烷為母體。4. IUPAC命名法（系統(tǒng)命名法）命名法（系統(tǒng)命名法）1).直鏈烷烴：與習(xí)慣命名法相同，稱(chēng)直鏈烷烴：與習(xí)慣命名法相同，稱(chēng)“某烷某烷”2).支鏈烷烴：看作是直鏈烷烴的烷基衍生物；支鏈烷烴：看作是直鏈烷烴的烷基衍生物；CH3CH2CHCHCHCH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3四個(gè)支鏈四個(gè)支鏈13254678123456正確：支鏈編號(hào)正確：支鏈編號(hào)2，3，6CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3CHCH3CH3CH3 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7不正確：支鏈編號(hào)不正確：支鏈編號(hào)2，5，63).寫(xiě)名稱(chēng)寫(xiě)名稱(chēng)a 取代基名

31、稱(chēng)寫(xiě)在母體取代基名稱(chēng)寫(xiě)在母體(某烷某烷)之前，按由小之前，按由小到大的順序排列（到大的順序排列（MeEt n-pro i-pro） b 用漢字用漢字“二、三、四二、三、四”標(biāo)明相同取代基標(biāo)明相同取代基有多少，用逗號(hào)分開(kāi)不同位次，一個(gè)碳上有多少，用逗號(hào)分開(kāi)不同位次，一個(gè)碳上有兩個(gè)或以上相同基團(tuán)，位次號(hào)應(yīng)重復(fù)標(biāo)有兩個(gè)或以上相同基團(tuán)，位次號(hào)應(yīng)重復(fù)標(biāo)出，出，阿拉伯?dāng)?shù)字和漢字間用短橫線隔開(kāi)阿拉伯?dāng)?shù)字和漢字間用短橫線隔開(kāi)；如：如：2,4,4-三甲基三甲基-3-乙基庚烷乙基庚烷CH3CH2CHCHCHCH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3 7 6 5 4 3 2 12 , 3 , 5_ _4三甲基丙

32、基庚烷正確：（有四個(gè)支鏈）CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3CHCH3CH3CH3 7 6 5 4 3 2 12,5-二甲基二甲基-4-異丙基庚烷異丙基庚烷練習(xí)：練習(xí)： 下列化合物的系統(tǒng)命名是否正確？如有錯(cuò)請(qǐng)改正。下列化合物的系統(tǒng)命名是否正確？如有錯(cuò)請(qǐng)改正。 CH3CHCH2CH3C2H5(1).(2).CH3CH2CH2CHCH2CH3CH(CH3)22_乙基丁烷3_異丙基己烷3-甲基戊烷甲基戊烷2-甲基甲基- 3 乙基己烷乙基己烷烷烴命名時(shí)烷烴命名時(shí)1-位不可能有甲基，位不可能有甲基， 2-位不可能有乙基位不可能有乙基C1H20CCsp3sp3當(dāng)原子繞軸作相對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，當(dāng)原子繞軸作相

33、對(duì)旋轉(zhuǎn)時(shí)，鍵不被破壞，鍵不被破壞，鍵可自由旋轉(zhuǎn)鍵可自由旋轉(zhuǎn)烷烴的烷烴的鍵鍵 2.乙烷沿乙烷沿鍵旋轉(zhuǎn)有兩種極限構(gòu)象鍵旋轉(zhuǎn)有兩種極限構(gòu)象 v透視式透視式:HHHHHHHHHHHH 重疊式重疊式 交叉式交叉式 v乙烷的乙烷的Newman投影式投影式HHHHHHHHHHHH 重疊式重疊式 交叉式交叉式 能量高，不穩(wěn)定能量高，不穩(wěn)定 能最低，穩(wěn)定能最低，穩(wěn)定重疊型構(gòu)象中，兩個(gè)原子上的原子相距較近，產(chǎn)生排斥力，而出現(xiàn)空間阻礙效應(yīng)(Steric effect)。而在交叉型構(gòu)象中，兩個(gè)原子上原子的相距較遠(yuǎn)，不會(huì)出現(xiàn)空間阻礙效應(yīng)的排斥力，能量較低，比較穩(wěn)定。 丁烷的構(gòu)象丁烷的構(gòu)象 CH3CH2CH2CH3 丁烷

34、繞丁烷繞 C2C3鍵鍵 旋轉(zhuǎn)的典型構(gòu)象有旋轉(zhuǎn)的典型構(gòu)象有?種種H3CCH3CH3CH3CH3CH3HHHHHHHHHHHH全全重重疊疊式式鄰鄰位位交交叉叉式式部部分分重重疊疊式式能量：全重疊能量：全重疊 部分重疊部分重疊 鄰位交叉鄰位交叉 對(duì)位交叉對(duì)位交叉結(jié)論：對(duì)位交叉式是丁烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象（最穩(wěn)定構(gòu)象結(jié)論：對(duì)位交叉式是丁烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象（最穩(wěn)定構(gòu)象)CH3CH3CH3CH3CH3CH3HHHHHHHHHHHH對(duì)對(duì)位位交交叉叉式式部部分分重重疊疊式式鄰鄰位位交交叉叉式式四、烷烴的物理性質(zhì)四、烷烴的物理性質(zhì)v1 沸點(diǎn)沸點(diǎn)v a a 隨著烷烴相對(duì)分子質(zhì)量的增加隨著烷烴相對(duì)分子質(zhì)量的增加, , 沸點(diǎn)也相應(yīng)增

35、高。沸點(diǎn)也相應(yīng)增高。v b b 同數(shù)同數(shù)C C的構(gòu)造異構(gòu)體中，分子的支鏈愈多，則沸點(diǎn)愈低。的構(gòu)造異構(gòu)體中，分子的支鏈愈多，則沸點(diǎn)愈低。 v2 熔點(diǎn)熔點(diǎn)va a 烷烴熔點(diǎn)的變化，基本上也是隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加烷烴熔點(diǎn)的變化，基本上也是隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增加 而增加。而增加。 vb b 偶數(shù)偶數(shù)C C的烷烴比奇數(shù)的烷烴比奇數(shù)C C的烷烴熔點(diǎn)高。的烷烴熔點(diǎn)高。 vc c 熔點(diǎn)是隨著分子的對(duì)稱(chēng)性增加而升高熔點(diǎn)是隨著分子的對(duì)稱(chēng)性增加而升高 v3密度（密度（Density） 烷烴比重烷烴比重1（d420） MW密度密度v4溶解度溶解度（Solubility in Water） 相似相溶原理：極性相似分子

36、互溶相似相溶原理：極性相似分子互溶 苯、醚，四氯化碳，互溶苯、醚，四氯化碳，互溶 水水中難溶中難溶五、烷烴的化學(xué)性質(zhì)五、烷烴的化學(xué)性質(zhì)v烷烴的結(jié)構(gòu)：分子中全是烷烴的結(jié)構(gòu)：分子中全是鍵（鍵（C-H，C-C）電子云交蓋程度大，鍵能很大，碳全是電子云交蓋程度大，鍵能很大，碳全是sp3雜化。化合物極性很弱，非常穩(wěn)定。雜化?；衔飿O性很弱，非常穩(wěn)定。v石油（烷烴），天然氣（甲烷）長(zhǎng)埋地下石油（烷烴），天然氣（甲烷）長(zhǎng)埋地下而無(wú)反應(yīng)，非常穩(wěn)定。而無(wú)反應(yīng)，非常穩(wěn)定。 v烷烴一般不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、烷烴一般不與強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、還原劑反應(yīng)還原劑反應(yīng) 烷烴只在高溫、高壓下或催化劑參與才烷烴只在高溫、高

37、壓下或催化劑參與才發(fā)生化學(xué)反應(yīng)發(fā)生化學(xué)反應(yīng) 1取代反應(yīng)取代反應(yīng) 分子中原子或基團(tuán)被其他一些原子或分子中原子或基團(tuán)被其他一些原子或基團(tuán)取代的反應(yīng)，稱(chēng)為取代反應(yīng)。被鹵基團(tuán)取代的反應(yīng)，稱(chēng)為取代反應(yīng)。被鹵素取代稱(chēng)為素取代稱(chēng)為鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng)。鹵代反應(yīng)（鹵代反應(yīng)（Halogenation rxn）v其它鹵代反應(yīng)其它鹵代反應(yīng)：F2反應(yīng)太劇烈無(wú)法控反應(yīng)太劇烈無(wú)法控制，而制，而I2則反應(yīng)不完全則反應(yīng)不完全鹵代反應(yīng)：C H+X2或hC X+HXX活性：H活性：。F Cl Br I3 H 2 H 1 H（2）鹵代反應(yīng)歷程）鹵代反應(yīng)歷程(機(jī)理機(jī)理) 自由基反應(yīng)歷程自由基反應(yīng)歷程 甲烷鹵代反應(yīng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)：甲烷鹵代反應(yīng)實(shí)

38、驗(yàn)事實(shí)： CH4、Cl2混合物在黑暗中長(zhǎng)期保存，不反應(yīng)混合物在黑暗中長(zhǎng)期保存，不反應(yīng) CH4經(jīng)光照后與經(jīng)光照后與Cl2混合，也不反應(yīng)?；旌希膊环磻?yīng)。 Cl2經(jīng)光照后，迅速在黑暗中與經(jīng)光照后，迅速在黑暗中與CH4混合，混合， 反應(yīng)立即發(fā)生。反應(yīng)立即發(fā)生。 實(shí)驗(yàn)事實(shí)告訴我們：實(shí)驗(yàn)事實(shí)告訴我們：烷烴的鹵代反應(yīng)是從烷烴的鹵代反應(yīng)是從 Cl2的光照開(kāi)始的的光照開(kāi)始的。 A鏈引發(fā)：鏈引發(fā)： Cl2h 2Cl（共價(jià)鍵均裂（共價(jià)鍵均裂)B鏈增長(zhǎng)鏈增長(zhǎng) 甲基自由基甲基自由基研究表明：研究表明：烷基自由基的中心烷基自由基的中心C原子采取原子采取SP2 雜化雜化這就是說(shuō)：由這就是說(shuō)：由CH4轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為CH3Cl

39、的過(guò)程中，碳原的過(guò)程中，碳原子的雜化方式也發(fā)生了變化。子的雜化方式也發(fā)生了變化。 CH4ClCH3Cl2CH3ClSP3SP2SP3ClCH3+ Cl2CH3ClClCH3+HCH3HCl109.5 0120 0SP3 SP2 CH3CH3Cl + ClHClCH2Cl+ CH2Cl+Cl2CH2Cl2Cl+繼續(xù)反應(yīng)：繼續(xù)反應(yīng)：再繼續(xù)反應(yīng)，可生成再繼續(xù)反應(yīng)，可生成 CHCl3 、 CCl4 (氯甲基自由基）氯甲基自由基） C鏈終止：鏈終止： 當(dāng)自由基互相反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，反應(yīng)會(huì)停止當(dāng)自由基互相反應(yīng)占優(yōu)勢(shì)時(shí)，反應(yīng)會(huì)停止CH3Cl+ClCl2ClCl+2CH3C2H6CH3穩(wěn)定分子穩(wěn)定分子( (3)

40、)鹵代反應(yīng)取代的位置與自由基穩(wěn)定性鹵代反應(yīng)取代的位置與自由基穩(wěn)定性 CH3CH2CH3abA丙烷兩種丙烷兩種H的取代的取代Ha被取代被取代Hb被取代被取代1Ha 6個(gè)（伯氫個(gè)（伯氫 2Hb 2個(gè)（仲氫）個(gè)（仲氫）伯氫伯氫Ha被取代的幾率比被取代的幾率比Hb要大一些（要大一些（3：1），反應(yīng)），反應(yīng)結(jié)果卻都是仲氫結(jié)果卻都是仲氫Hb易被取代（易被取代（55%）CH3CH2CH3CH3CH2CH2ClCH3CHCH325Cl2 ,hvCl45%55% 反應(yīng)活性反應(yīng)活性 2H1H3 ： 1B異丁烷的一元氯代異丁烷的一元氯代 CCCCH3CH3CH3CH3CH3HHCH2ClClCH3CH3CH364%

41、36%Cl2h 該活性次序由自由基穩(wěn)定性決定該活性次序由自由基穩(wěn)定性決定 自由基的穩(wěn)定性有如下關(guān)系：自由基的穩(wěn)定性有如下關(guān)系：CH3CH3CH3CH3CH3CH3CCHCH2 3 2 1自由基穩(wěn)定性自由基穩(wěn)定性 3 3 2 2 1 1 反應(yīng)活性反應(yīng)活性 3H2H1HCH3CH CH3CH3Cl CH3CCH3CH3CH3CH CH2CH3CH3CCH3CH3Cl穩(wěn)定性穩(wěn)定性CH3CH CH2ClCH33664更穩(wěn)定，更容易生成更穩(wěn)定，更容易生成3 31 1CH3CCH3CH3BrBr2h CCH3CH3CH3H 選擇性選擇性IBrClF ；C異丁烷的一元鹵代異丁烷的一元鹵代99.5 反應(yīng)活性反

42、應(yīng)活性 3H2H1H2.4.1 氧化反應(yīng)氧化反應(yīng) OxidationA. 自動(dòng)氧化自動(dòng)氧化自動(dòng)且緩慢發(fā)生自動(dòng)且緩慢發(fā)生CRRRHCRRROOHO2B 燃燒燃燒. Inflammation CnH2n + (3n+1)/2 O2n CO2 + (n+1) H2O 完全燃燒完全燃燒2.4.2 裂解反應(yīng)與異構(gòu)化反應(yīng)裂解反應(yīng)與異構(gòu)化反應(yīng)裂解反應(yīng)裂解反應(yīng)(1) 熱裂解在高溫及無(wú)氧條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)稱(chēng)為熱裂反應(yīng)。在高溫及無(wú)氧條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)稱(chēng)為熱裂反應(yīng)。CH3CH2CH2CH3AlBr3r.t. under pressureCH3CHCH3CH3CH3CH2CH2CH3AlCl380-150oC

43、12MPaCH3CHCH3CH32.4.3 異構(gòu)化異構(gòu)化 Isomerization 從一個(gè)異構(gòu)體轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)異構(gòu)體從一個(gè)異構(gòu)體轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪粋€(gè)異構(gòu)體在催化劑的存在下，烷烴可異構(gòu)化在催化劑的存在下，烷烴可異構(gòu)化直鏈烷烴異構(gòu)化直鏈烷烴異構(gòu)化為支鏈烷烴為支鏈烷烴工業(yè)上應(yīng)用工業(yè)上應(yīng)用： 將直鏈烷烴轉(zhuǎn)化成支鏈烷烴，提高油品的質(zhì)量。 第第三三章章 烯烴烯烴（Unsaturated Hydrocarbon）v6.1 鍵的結(jié)構(gòu)鍵的結(jié)構(gòu)v烯烴：（烯烴：（Alkene）分子中含有一個(gè)碳）分子中含有一個(gè)碳-碳雙鍵碳雙鍵 , 分子式分子式CnH2n 與環(huán)烷烴相同與環(huán)烷烴相同1乙烯的結(jié)構(gòu)：乙烯的結(jié)構(gòu)：H2C=CH2 ，平

44、面分子，平面分子C-C鍵：鍵：鍵能鍵能349kJ/mol，鍵能鍵能261kJ/mol v鍵能鍵能鍵能鍵能 ，C原子原子sp2雜化雜化 CHHHHC121.6o116.8oCCHHHHCCHHHH2鍵的特性鍵的特性 鍵鍵能比鍵鍵能比鍵鍵能小，易于斷裂。鍵鍵能小，易于斷裂。 鍵電子云鍵電子云“頭碰頭頭碰頭”交蓋，交蓋，鍵電子云鍵電子云“肩并肩并肩肩”交蓋。交蓋。鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)上有順鍵不能自由旋轉(zhuǎn)，結(jié)構(gòu)上有順(cis)及反（及反（trans）式。）式。CCHHHHCCHHHH6.26.3 不飽和烴的構(gòu)造異構(gòu)不飽和烴的構(gòu)造異構(gòu) 及烯烴的順?lè)串悩?gòu)及烯烴的順?lè)串悩?gòu) 1構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu):分子中因原子連

45、接順序及方式分子中因原子連接順序及方式不同而產(chǎn)生不同而產(chǎn)生碳鏈異構(gòu)，官能團(tuán)異構(gòu)，官能團(tuán)碳鏈異構(gòu)，官能團(tuán)異構(gòu)，官能團(tuán)位置異構(gòu)位置異構(gòu)。 以以C4H8為例，其同分異構(gòu)體共有五種，包括為例，其同分異構(gòu)體共有五種，包括碳鏈異構(gòu)，官能團(tuán)異構(gòu)，官能團(tuán)位置異構(gòu)幾種碳鏈異構(gòu)，官能團(tuán)異構(gòu)，官能團(tuán)位置異構(gòu)幾種異構(gòu)方式異構(gòu)方式CH3CH3CHCHCH3CH2CHCH2CH3CH2CCH3CH31a1b234 1a和和1b是官能團(tuán)位置異構(gòu)；是官能團(tuán)位置異構(gòu)；(1a+1b)、2、3、4 是是 碳鏈異構(gòu)；碳鏈異構(gòu)； (1a+1b+2)與（與（3+4）是官能團(tuán)異構(gòu)）是官能團(tuán)異構(gòu) 產(chǎn)生順?lè)串悩?gòu)的條件：產(chǎn)生順?lè)串悩?gòu)的條件：HH

46、CCCH3C2H5HHCCCH3C2H5（1）限制旋轉(zhuǎn)的因素：）限制旋轉(zhuǎn)的因素：(烷烴沒(méi)有此因素，有構(gòu)象異構(gòu)烷烴沒(méi)有此因素，有構(gòu)象異構(gòu))（2）兩個(gè)雙鍵碳上都不能連有相同的原子或基團(tuán)）兩個(gè)雙鍵碳上都不能連有相同的原子或基團(tuán)2烯烴的順?lè)串悩?gòu)烯烴的順?lè)串悩?gòu)(鍵不能自由旋轉(zhuǎn)鍵不能自由旋轉(zhuǎn))C CRRHHC CRRHHR RH HRRHHCCHHHHHH構(gòu)構(gòu)型型異異構(gòu)構(gòu)構(gòu)構(gòu)象象異異構(gòu)構(gòu)立立體體異異構(gòu)構(gòu)順順?lè)捶串惍悩?gòu)構(gòu)(cis,trans)對(duì)對(duì)映映異異構(gòu)構(gòu)重重疊疊式式、交交叉叉式式順式異構(gòu)體：兩個(gè)順式異構(gòu)體：兩個(gè)相同原子或基團(tuán)相同原子或基團(tuán)在雙鍵在雙鍵同一側(cè)同一側(cè)的為順式異構(gòu)體。的為順式異構(gòu)體。反式異構(gòu)體

47、：兩個(gè)反式異構(gòu)體：兩個(gè)相同原子或基團(tuán)相同原子或基團(tuán)分別在分別在雙鍵雙鍵兩側(cè)兩側(cè)的為反式異構(gòu)體。的為反式異構(gòu)體。 CH3HCH3HCH3HHCH3 順?lè)串悩?gòu)不屬于構(gòu)造異構(gòu)，屬于立體異構(gòu)中順?lè)串悩?gòu)不屬于構(gòu)造異構(gòu)，屬于立體異構(gòu)中的構(gòu)型異構(gòu)，由于雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的構(gòu)型異構(gòu)，由于雙鍵不能自由旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生m.p./ -139-106b.p. / 3.70.9d0.6210.604CH3HCH3HCH3HHCH3CH3HHCH3順?lè)串悩?gòu)體物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)有微小差別順?lè)串悩?gòu)體物理性質(zhì)不同，化學(xué)性質(zhì)有微小差別3.3 烯烴與炔烴的命名烯烴與炔烴的命名 常見(jiàn)基團(tuán)：常見(jiàn)基團(tuán)：CH2=CH 乙烯基乙烯基 CH

48、C 乙炔基乙炔基CH3CH=CH 丙烯基丙烯基 CH2=CH-CH2 烯丙基烯丙基 1. IUPAC（International Union of Pure and Applied Chemistry）命名法）命名法1.選擇選擇含不飽和鍵含不飽和鍵的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈的最長(zhǎng)碳鏈為主鏈2.主鏈從主鏈從最靠近不飽和鍵一端最靠近不飽和鍵一端編號(hào)編號(hào) （不能滿足支鏈）（不能滿足支鏈）3.命名時(shí)標(biāo)明命名時(shí)標(biāo)明取代基取代基和和不飽和鍵不飽和鍵的位次，如不的位次，如不飽和鍵在飽和鍵在1，2位，可不標(biāo)明位，可不標(biāo)明如碳原子數(shù)大于如碳原子數(shù)大于10，須用十一碳烯（炔），十，須用十一碳烯（炔），十二碳烯（炔）不能用十

49、一烯二碳烯（炔）不能用十一烯CH3CH3CH3CCH3CC123454，4-二甲基二甲基-2-戊炔戊炔CH2CCH2CH3CH2CH2CH312345 2-乙基戊烯乙基戊烯 分子中同時(shí)有碳分子中同時(shí)有碳-碳雙鍵或碳碳雙鍵或碳-碳三鍵時(shí)碳三鍵時(shí) 稱(chēng)為稱(chēng)為烯炔烯炔,命名時(shí)命名時(shí) :1-丁烯-3-炔選擇同時(shí)含選擇同時(shí)含C=C及及CC的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈的最長(zhǎng)碳鏈作為主鏈 離不飽和鍵最近離不飽和鍵最近的一端的一端(雙鍵或叁鍵雙鍵或叁鍵)開(kāi)始編號(hào)開(kāi)始編號(hào)如如C=C及及CC處于相同位次，則首先滿足處于相同位次，則首先滿足C=C位次最小位次最小3-戊烯-1-炔4-乙基-1-庚烯-5-炔1234567HCCCC

50、3H7-nCCHCH2C3H7-n1234563,4-二丙基-1,3-己二烯-5-炔2. 順?lè)串悩?gòu)體的命名法順?lè)串悩?gòu)體的命名法1).順?lè)疵樂(lè)疵–CCH3CH3HH順-2-丁烯C2H5CH2CH2CH3HCCCH3?順?lè)疵ǎ簝身樂(lè)疵ǎ簝蓚€(gè)雙鍵個(gè)雙鍵 C 上要上要有相同的原子或有相同的原子或基團(tuán)基團(tuán)2).Z-E命名命名法法 IUPAC命名法：命名法：Z(德文：德文：Zusammen)together E(德文：德文：Entgagen)Against命名原則：命名原則： 將兩個(gè)雙鍵碳原子分別所連的兩個(gè)原子或?qū)蓚€(gè)雙鍵碳原子分別所連的兩個(gè)原子或基團(tuán)，按基團(tuán)，按立體化學(xué)立體化學(xué)“次序規(guī)

51、則次序規(guī)則” 分別排出兩分別排出兩個(gè)雙鍵個(gè)雙鍵C上的上的較優(yōu)基團(tuán)較優(yōu)基團(tuán)，較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵，較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵同同側(cè)為側(cè)為Z式式；較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵；較優(yōu)基團(tuán)在雙鍵異異側(cè)為側(cè)為E式式CCabcda和和c為較優(yōu)基團(tuán)，同側(cè)為為較優(yōu)基團(tuán)，同側(cè)為Z式式次序規(guī)則次序規(guī)則*按按與雙鍵碳直接相連原子與雙鍵碳直接相連原子的原子序數(shù)比較，原子序數(shù)較的原子序數(shù)比較，原子序數(shù)較大的較優(yōu)：大的較優(yōu)：I Br Cl S P O N C H。孤對(duì)電子小于。孤對(duì)電子小于H原子原子 H 如原子序數(shù)相同質(zhì)量不同的同位素如原子序數(shù)相同質(zhì)量不同的同位素：DH , 13C12C*如與雙鍵碳原子直接相連第一個(gè)原子的原子序數(shù)相同，如與雙鍵碳原子直

52、接相連第一個(gè)原子的原子序數(shù)相同，則比較第二個(gè)原子，依次外推直至比較出較優(yōu)基團(tuán)則比較第二個(gè)原子，依次外推直至比較出較優(yōu)基團(tuán) -CH3-CH2CH3中心原子：中心原子： C C中心原子所連原子中心原子所連原子：（：（H,H,H）(H,H,C) 因?yàn)橐驗(yàn)镃H 所以所以-CH2CH3-CH3雙鍵視為連接兩個(gè)相同的原子，三鍵視為連接雙鍵視為連接兩個(gè)相同的原子，三鍵視為連接三個(gè)相同原子三個(gè)相同原子 -CH=CH2-CH(CH3)2中心原子：中心原子： C C中心原子所連原子：中心原子所連原子： (H,C,C) (H,C,C)C2上所連原子上所連原子 (C,H,H) (H,H,H) 因?yàn)橐驗(yàn)镃H 所以所以-

53、CH=CH2-CH(CH3)2常見(jiàn)烴基的次序：常見(jiàn)烴基的次序：CCHCCH2 -C(CH3)3 t-Bu-CH2CH3 Et-CH2CH2CH3 n-Pro-CH(CH3 )2 i-Pro-CH3 MeZ-E命名：命名： CH3H，ClCH3（E）-2-氯氯-2-丁烯（順式）丁烯（順式） CH3CCBrHClCH3CCCH3HClBrCH3 ClH （Z）-1-氯氯-2-溴丙烯溴丙烯 E-構(gòu)型不一定為反式構(gòu)型不一定為反式；Z-構(gòu)型也不一定是順式構(gòu)型也不一定是順式 3.4 不飽和烴的物理性質(zhì)不飽和烴的物理性質(zhì)狀態(tài)狀態(tài)：C2C4直鏈烯（炔）烴直鏈烯（炔）烴 Gas C5C18直鏈烯（炔）烴直鏈烯（

54、炔）烴 Liguid C19直鏈烯（炔）直鏈烯（炔）烴烴 Solid BrCl，ClH (Z)-1，2-二氯二氯-1-溴乙烯溴乙烯(反式反式) CCBrHClCl3.5 單烯烴的化學(xué)性質(zhì)單烯烴的化學(xué)性質(zhì) 官能團(tuán)是一類(lèi)物質(zhì)的代表，賦予有機(jī)化官能團(tuán)是一類(lèi)物質(zhì)的代表，賦予有機(jī)化合物特定的性質(zhì)合物特定的性質(zhì) 烷烴：無(wú)官能團(tuán)烷烴：無(wú)官能團(tuán) 烯烴：烯烴：碳碳-碳雙鍵、碳雙鍵、鍵鍵CCHHHHCCHHHHCCHHHH鍵鍵能鍵鍵能鍵鍵能；電子云重疊程度小，鍵鍵能；電子云重疊程度小，易斷裂易斷裂。鍵電子云受到親電試劑進(jìn)攻時(shí)鍵電子云受到親電試劑進(jìn)攻時(shí)易變形易變形烯烴的反應(yīng)位置：烯烴的反應(yīng)位置：鍵斷裂（加成反應(yīng)，氧

55、化反應(yīng)，聚合反應(yīng)）鍵斷裂（加成反應(yīng)，氧化反應(yīng)，聚合反應(yīng)）受碳受碳-碳雙鍵的影響碳雙鍵的影響 -氫易被取代或氧化氫易被取代或氧化 -位位:與官能團(tuán)相連的第一個(gè)碳，為與官能團(tuán)相連的第一個(gè)碳，為-碳；碳； -碳上的氫為碳上的氫為-氫氫CCCH121加成反應(yīng)加成反應(yīng)x=y： H2 ；Br2xy：H-Cl， HO-Cl，H-OH，(H-BH2)2 , H2SO4 次氯酸 硼烷CCXYXY+CC烯烴加成反應(yīng)烯烴加成反應(yīng)包括包括催化加氫催化加氫和和親電加成親電加成反應(yīng)反應(yīng)CCHHHH（1）催化加氫（催化氫化）催化加氫（催化氫化) Cat.(Catalyst)：Pt,Pd或或Raney Ni(雷尼鎳?yán)啄徭?

56、還原反應(yīng)還原反應(yīng), 加氫反應(yīng)機(jī)理：加氫反應(yīng)機(jī)理：RCHCH2catRCH2CH3H2 +HH HCH3CH3HHCH3CH3HHCH3CH3HH活潑氫原子烯烴與被吸附的氫原子接觸雙鍵同時(shí)加氫H吸附完成加氫脫離表面因此：烯烴為平面分子，從烯烴雙鍵平面的同因此：烯烴為平面分子，從烯烴雙鍵平面的同側(cè)加氫，為側(cè)加氫，為順式加氫順式加氫氫化熱：加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)，氫化熱：加氫反應(yīng)是放熱反應(yīng)， 1 mol不飽和不飽和烴催化加氫所放出的熱量烴催化加氫所放出的熱量稱(chēng)為氫化熱稱(chēng)為氫化熱C CC C+ +H H H HC Ca at t. .C CC CH HH H2 26 64 44 43 35 5( (6 6

57、1 11 1- -3 34 47 7) )2 24 41 14 4= =8 82 28 8E264435)-828-129kJ.mol 斷裂生成（斷裂斷裂 ：1個(gè)個(gè) 1 1個(gè)個(gè) 生成：生成： 2個(gè)個(gè) 不飽和烴的不飽和烴的氫化熱越大氫化熱越大，說(shuō)明，說(shuō)明原不飽和烴分原不飽和烴分子的內(nèi)能子的內(nèi)能越大，該不飽和烴的相對(duì)穩(wěn)定性越大，該不飽和烴的相對(duì)穩(wěn)定性小小。126.6119.5115.3kJ mol-1.kJ mol-1.kJ mol-1.E126.6kJ mol-1.119.1kJ mol-1.112.4kJ mol-1.E從能圖可看出：從能圖可看出： (1) (1) 烯烴順?lè)串悩?gòu)體的穩(wěn)定性是：烯

58、烴順?lè)串悩?gòu)體的穩(wěn)定性是：反式反式 順式順式CH3CH3CH3CH3Van der Waals斥力大 (2) 雙鍵碳原子雙鍵碳原子連有烷基數(shù)目連有烷基數(shù)目,氫化熱氫化熱, 穩(wěn)定穩(wěn)定 性性。因此，烯烴的穩(wěn)定性次序?yàn)椋骸Ｒ虼?，烯烴的穩(wěn)定性次序?yàn)椋?R2CCR2 R2C CHR CCHR R HCCHR R HRHCCH2H2CCH2 相同碳原子數(shù)的烯烴相同碳原子數(shù)的烯烴 雙鍵碳上烷基越多越穩(wěn)定雙鍵碳上烷基越多越穩(wěn)定 反式比順式穩(wěn)定。反式比順式穩(wěn)定?？偨Y(jié)總結(jié)：親電加成：親電加成：親電試劑親電試劑進(jìn)攻引起的加成反應(yīng)為進(jìn)攻引起的加成反應(yīng)為 親電加成反應(yīng)。親電加成反應(yīng)。親電試劑：親電試劑：帶部分正電荷或缺電

59、子的試劑為帶部分正電荷或缺電子的試劑為 親電試劑，具有親電子性質(zhì)。親電試劑，具有親電子性質(zhì)。+-HCl：part（部分）（部分）+：帶部分正電荷：帶部分正電荷 ，- ：帶部分負(fù)電荷：帶部分負(fù)電荷 （2）親電加成反應(yīng)）親電加成反應(yīng) （Electrophilic Addition Rxn） 1)與鹵化氫的加成與鹵化氫的加成H XA: Br,Cl,CCCCHX+ +-ICC+H X +-CCH+ X-第一步：第一步：CCHX-CCH+X第二步：第二步：不對(duì)稱(chēng)的烯烴不對(duì)稱(chēng)的烯烴與與上述不對(duì)稱(chēng)試劑上述不對(duì)稱(chēng)試劑的加成取向的加成取向 判斷主要產(chǎn)物：判斷主要產(chǎn)物：馬爾科夫尼克夫規(guī)則，馬氏規(guī)則馬爾科夫尼克夫規(guī)

60、則，馬氏規(guī)則 Markovnikov規(guī)律：規(guī)律：不對(duì)稱(chēng)的烯烴不對(duì)稱(chēng)的烯烴與與不對(duì)稱(chēng)試劑不對(duì)稱(chēng)試劑加成時(shí)，加成時(shí)， 氫加到氫加到連氫較多的雙鍵碳上連氫較多的雙鍵碳上CH3CCH2CH3+HI(1)按(1)CH3CCH3CH3I(2)按(2)CH3CHCH2ICH3馬氏加成規(guī)則的實(shí)質(zhì)（理論解釋?zhuān)R氏加成規(guī)則的實(shí)質(zhì)（理論解釋?zhuān)〢電子效應(yīng)（電子效應(yīng)（electron effect）：有機(jī)分子中電子云）：有機(jī)分子中電子云的分布出現(xiàn)不同變化的情況的分布出現(xiàn)不同變化的情況RCHCH2R+-CHCH2sp3sp2誘導(dǎo)效應(yīng)誘導(dǎo)效應(yīng)(I效應(yīng)效應(yīng)) 誘導(dǎo)效應(yīng)（誘導(dǎo)效應(yīng)（Inductive effect）：由原子或某