第二章飽和烴201508-合肥工業(yè)大學(xué)-有機(jī)化學(xué)

1、烴：烴：碳?xì)浠衔锾細(xì)浠衔? 僅含僅含C、H。烴烴 開鏈烴開鏈烴（脂肪烴）（脂肪烴）環(huán)狀烴環(huán)狀烴飽和烴飽和烴(烷烴烷烴)不飽和烴不飽和烴脂環(huán)烴脂環(huán)烴芳香烴芳香烴烯烴烯烴炔烴炔烴二烯烴二烯烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴環(huán)烯烴環(huán)烯烴單環(huán)芳烴單環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴烷烴：開鏈的飽和烴。烷烴：開鏈的飽和烴。環(huán)烷烴：閉鏈的飽和烴。環(huán)烷烴：閉鏈的飽和烴。第二章第二章 飽和烴飽和烴:烷烴和環(huán)烷烴烷烴和環(huán)烷烴烴的衍生物：烴的衍生物： 烴分子中氫被其它原子或基團(tuán)所取代。烴分子中氫被其它原子或基團(tuán)所取代。 第一節(jié)第一節(jié) 直鏈烷烴的同系物、同分異構(gòu)現(xiàn)象和命名直鏈烷烴的同系物、同分異構(gòu)現(xiàn)象和命名1 烷烴的通式和同系列烷烴的通式和同

2、系列 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 烷烴的通式烷烴的通式 ：CnH2n+2同系物之間聯(lián)系：同系物之間聯(lián)系： 同系物之間物理性質(zhì)呈現(xiàn)規(guī)律性變化，化學(xué)性質(zhì)相似。同系物之間物理性質(zhì)呈現(xiàn)規(guī)律性變化，化學(xué)性質(zhì)相似。有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的規(guī)律之一！有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)中重要的規(guī)律之一！同系列：同系列： 通式相同，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相似，組成上相差一個或多個通式相同，結(jié)構(gòu)、性質(zhì)相似，組成上相差一個或多個CH2 的一系列化合物統(tǒng)稱為同系列；的一系列化合物統(tǒng)稱為同系列； 系列差系列差 ：CH2；同系物：同系物： 同系列中的化合物互為同系物。同系列中的化合物互為同系物。同分異構(gòu)現(xiàn)象：同分異構(gòu)現(xiàn)象：分子式相同而

3、結(jié)構(gòu)式不同的現(xiàn)象。分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的現(xiàn)象。同分異構(gòu)體：同分異構(gòu)體：分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的化合物。分子式相同而結(jié)構(gòu)式不同的化合物。C2H6OC O HHCHHHHCOCHHHHHH乙醇（乙醇（b.p.=78.3）甲醚（甲醚（b.p.=-23.6）2、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體：同分異構(gòu)體：構(gòu)造異構(gòu)體構(gòu)造異構(gòu)體。本本 質(zhì)：質(zhì)：由于分子結(jié)構(gòu)中原子的連接次序不同。由于分子結(jié)構(gòu)中原子的連接次序不同。 CH4 ： CH4C2H6 ： CH3CH3C3H8： CH3CH2CH3CC C C CCCC C C CCCC C CC CCC C CCCCC C C CCC

4、6H14：碳鏈異構(gòu)碳鏈異構(gòu)C4H10： CH3CH2 CH2 CH3 CH3CH CH3CH3C5H12：CH3CCH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3CH3有機(jī)分子碳原子增加，同分異構(gòu)體數(shù)目急劇增加。有機(jī)分子碳原子增加，同分異構(gòu)體數(shù)目急劇增加。烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象：烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象：水螅毒素水螅毒素CH3C H2C HC H3C H3CC H3C H3CH3C H31。1。1。2。3。4。1。3、烷烴中碳原子和氫原子的類型、烷烴中碳原子和氫原子的類型伯碳原子，第一碳原子：伯碳原子，第一碳原子：1。 伯氫原子，第一氫原子伯氫原子，第一氫原子仲碳原子，第二碳原子：

5、仲碳原子，第二碳原子：2。 仲氫原子，第二氫原子仲氫原子，第二氫原子叔碳原子，第三碳原子：叔碳原子，第三碳原子：3。 叔氫原子，第三氫原子叔氫原子，第三氫原子季碳原子，第四碳原子：季碳原子，第四碳原子：4。C H3C H2C HC H3C H3CC H3C H3CH3C H3C H3C H2C H2C H2C H3正戊烷正戊烷異戊烷異戊烷新戊烷新戊烷4 烷烴的命名烷烴的命名4.1.1 根據(jù)烷烴中碳原子的數(shù)目稱為根據(jù)烷烴中碳原子的數(shù)目稱為 “某烷某烷”。 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十、十一、十二烷十、十一、十二烷有機(jī)化合物命名：有機(jī)化學(xué)最基本

6、知識；有機(jī)化合物命名：有機(jī)化學(xué)最基本知識；4.1、烷烴普通命名法（習(xí)慣命名法）、烷烴普通命名法（習(xí)慣命名法） 普通命名法和系統(tǒng)命名法。普通命名法和系統(tǒng)命名法。適用：適用： 結(jié)構(gòu)簡單有機(jī)化合物。結(jié)構(gòu)簡單有機(jī)化合物。例：例：C5H12 戊烷戊烷 C15H32 十五烷。十五烷。 4.1.2 區(qū)分異構(gòu)體區(qū)分異構(gòu)體: 用用“正、異、新等正、異、新等”區(qū)別分子中區(qū)別分子中特有結(jié)構(gòu)。特有結(jié)構(gòu)。 CH37CH26CH5CH4CH3CH2CH31CH3CH2CH2CH3CH3CH34.2、系統(tǒng)命名法（、系統(tǒng)命名法（IUPAC命名法）命名法） 適用適用：所有有機(jī)化合物。：所有有機(jī)化合物。戊烷戊烷（1）選擇主鏈（找

7、母體）：）選擇主鏈（找母體）：最長、支鏈最多的碳鏈。根據(jù)主鏈最長、支鏈最多的碳鏈。根據(jù)主鏈碳原子數(shù)稱碳原子數(shù)稱 “某烷某烷”。其中。其中1-10個碳原子稱為甲、乙、丙、個碳原子稱為甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷，十一個碳原子以上稱為丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷，十一個碳原子以上稱為“十一、十二十一、十二烷烷”。（2）編號）編號：從最靠近支鏈的一端開始。使取代基位次最小。：從最靠近支鏈的一端開始。使取代基位次最小。（3）命名）命名：先寫取代基：先寫取代基(標(biāo)出取代基的位置標(biāo)出取代基的位置)，再寫成某烷。，再寫成某烷。2-甲基戊烷甲基戊烷。5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 4.2.

8、1 系統(tǒng)命名法規(guī)則：系統(tǒng)命名法規(guī)則：選擇主鏈（找母體）、編號、命名。選擇主鏈（找母體）、編號、命名。2，2，4-三甲基戊烷三甲基戊烷CH31C2CH23CH4CH35CH3CH3CH3CH38CH7CH26CH25CH4CH23CH2CH31CH3CH3CH32,4,7-三甲基辛烷三甲基辛烷1 2 3 4 5 6 7 8 2,5,7-三甲基辛烷：錯誤三甲基辛烷：錯誤2，3，5-三甲基三甲基-4-丙基庚烷丙基庚烷CH37CH26CH5CH4CH3CH2CH31CH3CH2CH2CH3CH3CH3CH26CH5CH24CH3CH22CH2CH3CH37CH31CH31 2 3 4 5 6 7 3-

9、甲基甲基-5-乙基庚烷乙基庚烷5-甲基甲基-3-乙基庚烷：錯誤乙基庚烷：錯誤為什么甲基放在乙基前？為什么甲基放在乙基前？烷基烷基 通式：通式：CnH2n+1 ， R-。 CH3- 甲基甲基 C2H5- 乙基乙基 CH3CH2CH2- 丙基。丙基。CHCH3CH3異丙基異丙基CH3CH2CH2CH2- 丁基丁基CHCH3CH2CH3仲丁基仲丁基CH CH2CH3CH3異丁基異丁基CCH3CH3CH3叔丁基叔丁基C CH2CH3CH3CH3新戊基新戊基4.2.2 取代基及其次序規(guī)則：取代基及其次序規(guī)則：（1）取代（烷）基：）取代（烷）基： 烷烴烷烴（有機(jī)）（有機(jī)）分子中除去一個氫原子剩余部分，通常

10、用分子中除去一個氫原子剩余部分，通常用R-表示。表示。a.把與主鏈碳直接相連的原子按原子序數(shù)大小排列，原子序數(shù)把與主鏈碳直接相連的原子按原子序數(shù)大小排列，原子序數(shù)大的優(yōu)先。大的優(yōu)先。 例：例：-I-Br -Cl -CH3 -Hb.如果直接相連的原子相同，則比較第二個原子，依次類推。如果直接相連的原子相同，則比較第二個原子，依次類推。 例：例：-CH(CH3)2 -CH2CH2CH3 -CH2CH3 -CH3（2）取代基）取代基“優(yōu)先優(yōu)先”基團(tuán)順序（大小順序）：基團(tuán)順序（大小順序）：中文命名中文命名 在有機(jī)化合物中取代原子或取代基團(tuán)的排列次序。在有機(jī)化合物中取代原子或取代基團(tuán)的排列次序。取代基次

11、序規(guī)則：取代基次序規(guī)則： 有機(jī)化合物命名時簡單基團(tuán)有機(jī)化合物命名時簡單基團(tuán)（小基團(tuán)）（小基團(tuán)）在前在前標(biāo)號最小，標(biāo)號最小，復(fù)雜基團(tuán)復(fù)雜基團(tuán)（大基團(tuán)）（大基團(tuán)）在后在后 。-中文命名規(guī)則。中文命名規(guī)則。 英文取代基規(guī)則：按取代基第一個英文字母順序。英文取代基規(guī)則：按取代基第一個英文字母順序。 -C(CH3)3 :CCH3CH3CH3優(yōu)先基團(tuán)順序：優(yōu)先基團(tuán)順序：-C(CH3)3 -CH=CH2 -CH(CH3)2C. 雙鍵和叁鍵分別作為兩個和三個單鍵處理。雙鍵和叁鍵分別作為兩個和三個單鍵處理。 例：比較大小例：比較大小: -C(CH )3 、-CH=CH2 、 -CH(CH3)2 CCH3CH3H

12、-CH(CH3)2 :-CH=CH2 :CC(C)(C)HHHCAS編號：編號： 物質(zhì)數(shù)字識別號碼物質(zhì)數(shù)字識別號碼 ，美國化學(xué)會的下設(shè)組織化學(xué)文摘社，美國化學(xué)會的下設(shè)組織化學(xué)文摘社（Chemical Abstracts Service，簡稱，簡稱CAS）。該社負(fù)責(zé)為每一種出）。該社負(fù)責(zé)為每一種出現(xiàn)在文獻(xiàn)中的物質(zhì)分配一個現(xiàn)在文獻(xiàn)中的物質(zhì)分配一個數(shù)字組合數(shù)字組合-CAS編號（登錄號）。編號（登錄號）。4.3 CAS編號（登錄號）編號（登錄號）H2O：7732-18-5，阿司匹林：阿司匹林： 50-78-2厄貝沙坦厄貝沙坦 CAS號：號：138402-11-6 CAS已經(jīng)登記了已經(jīng)登記了62,164

13、,509種物質(zhì)，并且還以每天種物質(zhì)，并且還以每天4,000余種余種的速度增加。的速度增加。 這是為了避免化學(xué)物質(zhì)有多種名稱的麻煩，使數(shù)據(jù)庫的檢索這是為了避免化學(xué)物質(zhì)有多種名稱的麻煩，使數(shù)據(jù)庫的檢索更為方便。更為方便。 其縮寫其縮寫CAS在生物、化學(xué)上便成為物質(zhì)唯一識別碼的在生物、化學(xué)上便成為物質(zhì)唯一識別碼的代稱，相當(dāng)于每一種化學(xué)物質(zhì)都擁有了自己的代稱，相當(dāng)于每一種化學(xué)物質(zhì)都擁有了自己的“學(xué)號學(xué)號”。如今的。如今的化學(xué)數(shù)據(jù)庫普遍都可以用化學(xué)數(shù)據(jù)庫普遍都可以用CAS編號檢索。編號檢索。 第二節(jié)第二節(jié) 烷烴的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象烷烴的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）：結(jié)構(gòu)（構(gòu)造）： 分子中各原子的連接順序和連接方式。分

14、子中各原子的連接順序和連接方式。CHHHH甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)甲烷的正四面體結(jié)構(gòu)正四面體結(jié)構(gòu)正四面體結(jié)構(gòu)C-H 鍵長：鍵長：109pm H-C-H 鍵角：鍵角：109.51、烷烴的構(gòu)型、烷烴的構(gòu)型、sp3雜化、雜化、鍵鍵 1.1 甲烷的構(gòu)型：甲烷的構(gòu)型： 具有一定結(jié)構(gòu)的分子中各原子在空間的排列情況，即分具有一定結(jié)構(gòu)的分子中各原子在空間的排列情況，即分子的立體結(jié)構(gòu)。子的立體結(jié)構(gòu)。-具有極其復(fù)雜性。具有極其復(fù)雜性。甲烷：甲烷：CH4 C:1S22S22P22p2 s激發(fā)激發(fā)2p2ssp3雜化雜化sp3基態(tài)基態(tài)激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài)每個每個sp3雜化軌道具有雜化軌道具有1/4s成分和成分和3/4p成分。成分。

15、雜化：不同類型的軌道相互作用而形成新軌道的過程。雜化：不同類型的軌道相互作用而形成新軌道的過程。1.2、烷烴中碳原子的雜化：、烷烴中碳原子的雜化：C-H 鍵鍵-+葫蘆形葫蘆形1.3、C H間（甲烷）成鍵：間（甲烷）成鍵： 鍵鍵C-H鍵鍵(SP3-S)1.4、乙烷結(jié)構(gòu)（、乙烷結(jié)構(gòu)（CH3-CH3）: C C鍵鍵C-C 鍵鍵C-C鍵鍵(SP3-SP3)HCCHHHHH 電子云延成鍵軌道的軸方向重疊交蓋，重疊度最大，電子云延成鍵軌道的軸方向重疊交蓋，重疊度最大，-單鍵單鍵有方向性；有方向性；C-H 鍵鍵(SP3-S)-+- +-+C-C 鍵鍵(SP3-SP3)1.5 鍵特點(diǎn)：鍵特點(diǎn)： 成鍵成鍵 電子

16、云密集成鍵原子之間，呈現(xiàn)軸對稱。電子云密集成鍵原子之間，呈現(xiàn)軸對稱。 對于對于-單鍵，可以自由旋轉(zhuǎn)。單鍵，可以自由旋轉(zhuǎn)。鍵能較大，不易斷裂，化學(xué)反應(yīng)活性低。鍵能較大，不易斷裂，化學(xué)反應(yīng)活性低。不同不同鍵電子云模型圖：鍵電子云模型圖： 2、烷烴的結(jié)構(gòu)和模型：、烷烴的結(jié)構(gòu)和模型：CH3C H2C HC H2C H3C H3CH3CH2CH2CH2CH3鍵線式鍵線式2.1成鋸齒型結(jié)構(gòu)成鋸齒型結(jié)構(gòu) 球棒模型球棒模型 凱庫勒凱庫勒(Kekl)模型模型2.2、有機(jī)分子模型：、有機(jī)分子模型：比例模型比例模型斯陶特斯陶特(Stuart)模型模型正己烷分子模型正己烷分子模型3、烷烴的構(gòu)象、烷烴的構(gòu)象 構(gòu)象：構(gòu)象

17、： 同一構(gòu)型的化合物，由于同一構(gòu)型的化合物，由于-單鍵單鍵的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生分子中原子的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生分子中原子在空間不同的排列形式，引起的結(jié)構(gòu)差異，這種特定的在空間不同的排列形式，引起的結(jié)構(gòu)差異，這種特定的結(jié)構(gòu)排結(jié)構(gòu)排列形式列形式稱為構(gòu)象。稱為構(gòu)象。是有機(jī)化合物最重要立體結(jié)構(gòu)之一！是有機(jī)化合物最重要立體結(jié)構(gòu)之一！3.1、構(gòu)象定義、構(gòu)象定義 -單鍵單鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的有機(jī)分子不同排列形式有機(jī)分子不同排列形式稱為構(gòu)象異構(gòu)體，稱為構(gòu)象異構(gòu)體，該現(xiàn)象稱為構(gòu)象異構(gòu)。該現(xiàn)象稱為構(gòu)象異構(gòu)。 楔型式楔型式 紐曼紐曼 (Newman) 投影式投影式3.2、構(gòu)象結(jié)構(gòu)的表示：、構(gòu)象結(jié)構(gòu)的表示：近端近端C原子原子遠(yuǎn)端遠(yuǎn)端

18、C原子原子球棒模型球棒模型3.3 乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象 交叉式交叉式HHHHHHHHHHHH透視式透視式紐紐曼曼投投影影式式重疊式重疊式無數(shù)種無數(shù)種中間形式構(gòu)象中間形式構(gòu)象乙烷的兩種典型構(gòu)象乙烷的兩種典型構(gòu)象3.4、乙烷不同構(gòu)象間（重疊式、交叉式構(gòu)象）比較：、乙烷不同構(gòu)象間（重疊式、交叉式構(gòu)象）比較： 交叉式構(gòu)象因兩個碳原子上的氫原子距離最大，其排交叉式構(gòu)象因兩個碳原子上的氫原子距離最大，其排斥力較小，分子內(nèi)能最低，因而較穩(wěn)定，為優(yōu)勢構(gòu)象。斥力較小，分子內(nèi)能最低，因而較穩(wěn)定，為優(yōu)勢構(gòu)象。重疊式重疊式交叉式交叉式3.5、乙烷分子的能量曲線、乙烷分子的能量曲線交叉式最穩(wěn)定為交叉式最穩(wěn)定為優(yōu)勢構(gòu)象優(yōu)

19、勢構(gòu)象3.6、正丁烷的構(gòu)象和勢能關(guān)系圖、正丁烷的構(gòu)象和勢能關(guān)系圖乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象H-CH2-CH2-H CH3-CH2-CH2-CH 3 1 對位交叉對位交叉2 部分重疊部分重疊3鄰位交叉鄰位交叉4 全重疊全重疊5 鄰位交叉鄰位交叉6 部分重疊部分重疊7 對位交叉對位交叉3.6.1正丁烷的構(gòu)象：正丁烷的構(gòu)象：CH3H3CHHHHCH3CH3HHHHH3CH3CHHHH246CH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHH6 0o1 2 0o1 8 0o2 4 003 0 0o3 6 0o0 K J3 .8 K J 1 4 .6 K J

20、2 2 .6 K J能能量量旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)角4 全重疊全重疊2，6 部分重疊部分重疊3，5 鄰位交叉鄰位交叉1=7 對位交叉對位交叉2, 4, 6 是不穩(wěn)定構(gòu)象，是不穩(wěn)定構(gòu)象，1, 3, 5, 7 是穩(wěn)定構(gòu)象。是穩(wěn)定構(gòu)象。1=7 是優(yōu)勢構(gòu)象（能量是優(yōu)勢構(gòu)象（能量最低的穩(wěn)定構(gòu)象稱為優(yōu)最低的穩(wěn)定構(gòu)象稱為優(yōu)勢構(gòu)象）勢構(gòu)象）沿沿C2-C3鍵軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動能壘鍵軸旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動能壘 22.6 kJmol-13.6.2、正丁烷的構(gòu)象和勢能關(guān)系圖、正丁烷的構(gòu)象和勢能關(guān)系圖有機(jī)分子結(jié)構(gòu)中的幾個概念比較：有機(jī)分子結(jié)構(gòu)中的幾個概念比較： 構(gòu)型是構(gòu)型是固定的固定的，數(shù)目有限；構(gòu)型的變化須破壞化學(xué)鍵；而，數(shù)目有限；構(gòu)型的變化須

21、破壞化學(xué)鍵；而構(gòu)象一般是構(gòu)象一般是瞬間的，瞬間的，而構(gòu)象的變化則不會發(fā)生鍵的斷裂。而構(gòu)象的變化則不會發(fā)生鍵的斷裂。3）構(gòu)象（）構(gòu)象（conformation）：）： 一定構(gòu)型的分子中，由于單鍵的旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致原子和基團(tuán)一定構(gòu)型的分子中，由于單鍵的旋轉(zhuǎn)而導(dǎo)致原子和基團(tuán)在空間的不同排布。在空間的不同排布。2）構(gòu)型（）構(gòu)型（configuration）：）： 具有具有確定確定構(gòu)造的分子中，原子和基團(tuán)在空間的排布；由原構(gòu)造的分子中，原子和基團(tuán)在空間的排布；由原子的成鍵軌道方向性決定的子的成鍵軌道方向性決定的-分子的立體結(jié)構(gòu)。分子的立體結(jié)構(gòu)。1）構(gòu)造（）構(gòu)造（constitution）：）： 分子中原子間的

22、連接方式和次序；分子中原子間的連接方式和次序；構(gòu)型和構(gòu)象都是有機(jī)分子構(gòu)型和構(gòu)象都是有機(jī)分子立體結(jié)構(gòu)。立體結(jié)構(gòu)。有機(jī)分子結(jié)構(gòu)層次：有機(jī)分子結(jié)構(gòu)層次：分子式：組成；分子式：組成；構(gòu)造：原子連接構(gòu)造：原子連接;構(gòu)型：原子位置構(gòu)型：原子位置;構(gòu)象：原子動態(tài)位置構(gòu)象：原子動態(tài)位置;有機(jī)化合物的物理性質(zhì)包括：有機(jī)化合物的物理性質(zhì)包括： 化合物的狀態(tài)、化合物的狀態(tài)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)、密度、折光率、偶極矩、晶密度、折光率、偶極矩、晶型和型和溶解度（性）溶解度（性）等稱為物理常數(shù)。等稱為物理常數(shù)。-同系物之間物理性質(zhì)呈同系物之間物理性質(zhì)呈現(xiàn)規(guī)律性變化，與有機(jī)分子之間作用緊密相關(guān)。現(xiàn)規(guī)律性變化，與有機(jī)分子之

23、間作用緊密相關(guān)。 烷烴為非極性分子，偶極距為烷烴為非極性分子，偶極距為0，分子間作用力是色散力，分子間作用力是色散力，隨分子量的增大而增大，隨分子間距離的增大而迅速減小。隨分子量的增大而增大，隨分子間距離的增大而迅速減小。 烷烴同系列中，烷烴同系列中，m.p， b.p，d 都隨分子量增加而增加，即都隨分子量增加而增加，即隨碳數(shù)增加而增加。隨碳數(shù)增加而增加。第三節(jié)第三節(jié) 烷烴的物理和化學(xué)性質(zhì)烷烴的物理和化學(xué)性質(zhì)1、烷烴的物理性質(zhì)、烷烴的物理性質(zhì)1.1 物質(zhì)狀態(tài)（物質(zhì)狀態(tài)（25，一個大氣壓下），一個大氣壓下） C1C4烷烴：氣體烷烴：氣體 C5C16正烷烴：液體正烷烴：液體 C17以上：固體以上：

24、固體1.2 密度密度 直鏈烷烴的密度隨分子量的增加而增大，最后趨向直鏈烷烴的密度隨分子量的增加而增大，最后趨向于最大值于最大值0.78。1.3 溶解度溶解度 烷烴為非極性化合物，不溶于水，溶于某些有機(jī)溶烷烴為非極性化合物，不溶于水，溶于某些有機(jī)溶劑。如苯、劑。如苯、 氯仿、四氯化碳、其它烷烴。氯仿、四氯化碳、其它烷烴。1.4 沸點(diǎn)沸點(diǎn) 正烷烴的沸點(diǎn)隨著分子量的增加而增高。正烷烴的沸點(diǎn)隨著分子量的增加而增高。 烷烴異構(gòu)體中，支鏈愈多，沸點(diǎn)愈低。烷烴異構(gòu)體中，支鏈愈多，沸點(diǎn)愈低。CH3C CH3CH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3b.p( )： 36.1 28 9

25、.5m.p()： -129.7 -159.9 -16.6正正 烷烷 烴烴 的的 沸沸 點(diǎn)點(diǎn) 曲曲 線線碳碳 原原 子子 數(shù)數(shù) 目目 沸點(diǎn)（沸點(diǎn)（）正正 烷烷 烴烴 的的 熔熔 點(diǎn)點(diǎn) 曲曲 線線碳碳 原原 子子 數(shù)數(shù) 目目 熔點(diǎn)（熔點(diǎn)（）1.5 熔點(diǎn)熔點(diǎn) 正烷烴的熔點(diǎn)隨著分子量的增加而增高。正烷烴的熔點(diǎn)隨著分子量的增加而增高。 分子結(jié)構(gòu)的對稱性越大，熔點(diǎn)也越高。分子結(jié)構(gòu)的對稱性越大，熔點(diǎn)也越高。A: 穩(wěn)定：穩(wěn)定： 對強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，強(qiáng)氧化劑，強(qiáng)還原劑都不發(fā)生反應(yīng)。對強(qiáng)酸，強(qiáng)堿，強(qiáng)氧化劑，強(qiáng)還原劑都不發(fā)生反應(yīng)。 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)特點(diǎn)： 烷烴分子中只有烷烴分子中只有C-C和和C-H間間-鍵。鍵。2 烷烴的

26、化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)B：烷烴的多數(shù)反應(yīng)都是通過自由基機(jī)理進(jìn)行的。烷烴的多數(shù)反應(yīng)都是通過自由基機(jī)理進(jìn)行的。2.1 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng)CH4 : Cl2 = 10 : 1 溫度：溫度：400450 主要產(chǎn)物：一氯甲烷主要產(chǎn)物：一氯甲烷CH4 : Cl2 = 0.263 : 1 溫度：溫度：400 主要產(chǎn)物：四氯化碳主要產(chǎn)物：四氯化碳CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl 光CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl 光CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl 光CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl 光2.1.1、鹵素反應(yīng)、鹵素反應(yīng) 烷烴分子中的氫原子被其他原子或基團(tuán)所取代

27、的反應(yīng)。烷烴分子中的氫原子被其他原子或基團(tuán)所取代的反應(yīng)。 鹵代反應(yīng)：被鹵素取代的反應(yīng)。也稱鹵化反應(yīng)。鹵代反應(yīng)：被鹵素取代的反應(yīng)。也稱鹵化反應(yīng)。2.1.2 烷烴的鹵代反應(yīng)機(jī)理（歷程）烷烴的鹵代反應(yīng)機(jī)理（歷程）： （以以CH4 Cl2反應(yīng)為例反應(yīng)為例） 有機(jī)反應(yīng)機(jī)理中包括反應(yīng)過程中有機(jī)分子鍵的有機(jī)反應(yīng)機(jī)理中包括反應(yīng)過程中有機(jī)分子鍵的斷裂和形斷裂和形成、有機(jī)分子間電子轉(zhuǎn)移成、有機(jī)分子間電子轉(zhuǎn)移 、分子幾何形狀變化、分子幾何形狀變化等，與反應(yīng)等，與反應(yīng)中間體的能量變化。中間體的能量變化。CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl有機(jī)反應(yīng)機(jī)理：有機(jī)反應(yīng)機(jī)理： 從反應(yīng)物到產(chǎn)物所經(jīng)歷的途徑的詳細(xì)描述，是對化

28、學(xué)反從反應(yīng)物到產(chǎn)物所經(jīng)歷的途徑的詳細(xì)描述，是對化學(xué)反應(yīng)過程中化學(xué)鍵變化的逐步描述。又稱為反應(yīng)歷程或反應(yīng)機(jī)應(yīng)過程中化學(xué)鍵變化的逐步描述。又稱為反應(yīng)歷程或反應(yīng)機(jī)制。制。Reaction Mechanism。有機(jī)反應(yīng)機(jī)理是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)和研究最重要內(nèi)容！有機(jī)反應(yīng)機(jī)理是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)和研究最重要內(nèi)容！C1 + Cl C12CH3 + CH3 CH3CH3CH3 + C1 CH3C1（3）鏈終止）鏈終止Cl + CH4 CH3 + HCl (決定反應(yīng)速率決定反應(yīng)速率) CH3 + Cl2 CH3C1 + ClC1 + CH3Cl CH2C1 + HClCH2C1 + C12 CH2C12 + Cl （2）鏈

29、增長）鏈增長 （1）鏈引發(fā)）鏈引發(fā)Cl ：Cl 2Clh(250400）自由基反應(yīng)機(jī)理：鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止。自由基反應(yīng)機(jī)理：鏈引發(fā)、鏈增長和鏈終止。CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl分為三個步驟：分為三個步驟：Cl + HCH3 CH3Cl + Cl 能量變化能量變化甲烷氯代反應(yīng)中一個過程的能量變化甲烷氯代反應(yīng)中一個過程的能量變化 任何化學(xué)反應(yīng)過程都伴隨著反應(yīng)體系能量變化！任何化學(xué)反應(yīng)過程都伴隨著反應(yīng)體系能量變化！C1 + CH4 CH3 + HCl (決定反應(yīng)速率決定反應(yīng)速率) 活化能活化能2.1.3、鹵代反應(yīng)取代的位置與自由基的穩(wěn)定性：、鹵代反應(yīng)取代的位置與自由基的穩(wěn)定性：仲氫

30、：伯氫仲氫：伯氫=57/2：43/6=4：1叔氫：伯氫叔氫：伯氫=36/1：64/9=5 ：1叔氫：仲氫：伯氫叔氫：仲氫：伯氫=5：4：1氫的相對活性氫的相對活性: 叔氫仲氫伯氫叔氫仲氫伯氫43%57%Cl2光，光，25CH3CH2CH3CH3CH2CH2ClCH3CH CH3Cl+36%64%Cl2光，光，25CH3CHCH3CH3+CH3CCH3CH3ClCH3CH CH2CH3Cl用自由基（游離基用自由基（游離基)的穩(wěn)定性來解釋：的穩(wěn)定性來解釋：（自由基碳原子連接的取代基越多越穩(wěn)定）（自由基碳原子連接的取代基越多越穩(wěn)定）CH3CCH3CH3CH3CCH3HCH3CHHH3C36%64%C

31、l2光，光，25CH3CHCH3CH3+CH3CCH3CH3ClCH3CH CH2CH3Cl叔氫：伯氫叔氫：伯氫=36/1：64/9=5 ：12.2.1 燃燒燃燒完全氧化完全氧化CnH2n+2 + O2 CO2 + H2O + 熱量熱量燃燃 燒燒RCH3 RCH2OH + RCHO + RCOOH錳鹽，錳鹽，O2部分氧化部分氧化MnO2，O2110COOHRCH2RCH2R/COOHR/+2.2 烷烴的氧化和燃燒反應(yīng)烷烴的氧化和燃燒反應(yīng)地球上現(xiàn)代社會運(yùn)行的動力基礎(chǔ)之一；地球上現(xiàn)代社會運(yùn)行的動力基礎(chǔ)之一；地球溫室效應(yīng)重要原因之一。地球溫室效應(yīng)重要原因之一。2.2. 2 部分氧化部分氧化 工業(yè)上常

32、用高級烷烴通過氧化反應(yīng)來制備高級脂肪醇和脂肪酸。工業(yè)上常用高級烷烴通過氧化反應(yīng)來制備高級脂肪醇和脂肪酸。 在高溫（在高溫（4001000）及）及無氧條件無氧條件下使烷烴分子發(fā)生鍵斷下使烷烴分子發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)叫裂化反應(yīng)。裂的反應(yīng)叫裂化反應(yīng)。-現(xiàn)代石油化工的基礎(chǔ)反應(yīng)之一?，F(xiàn)代石油化工的基礎(chǔ)反應(yīng)之一。50023MPaC16H34 C8H18 + C8H16C8H18 C4H10 + C4H8裂裂 化化脫氫脫氫 CH4 + C3H6C4H10 C2H6 + C2H4+C2H2 C4H8 + H25002.2.3 裂化反應(yīng)裂化反應(yīng)基礎(chǔ)高分子材料原料來源?；A(chǔ)高分子材料原料來源。 熱裂化：熱裂化：在在5

33、MPa，500600進(jìn)行的裂化反應(yīng)。進(jìn)行的裂化反應(yīng)。 催化裂化催化裂化：在：在450500、常壓及催化劑存在下進(jìn)行的裂化。、常壓及催化劑存在下進(jìn)行的裂化。 石油工業(yè)利用裂化反應(yīng)來提高汽油（石油工業(yè)利用裂化反應(yīng)來提高汽油（C6C9）的產(chǎn)量和質(zhì)量。）的產(chǎn)量和質(zhì)量。 (原油分餾只能得到原油分餾只能得到10-20%的汽油的汽油,且質(zhì)量不好且質(zhì)量不好) 裂解：裂解：石油餾分在石油餾分在700以上進(jìn)行的深度裂化。以上進(jìn)行的深度裂化。 目的：獲取基本化工原料。如：乙烯、丙烯、丁烯、目的：獲取基本化工原料。如：乙烯、丙烯、丁烯、 丁二烯、乙炔等。丁二烯、乙炔等。第四節(jié)第四節(jié) 天然氣和石油天然氣和石油烷烴的天然

34、來源烷烴的天然來源天然氣：天然氣： 存在于地下巖石儲集層中以烴類為主的混合氣體的統(tǒng)稱。存在于地下巖石儲集層中以烴類為主的混合氣體的統(tǒng)稱。頁巖氣和可燃冰主要成分均為甲烷。頁巖氣和可燃冰主要成分均為甲烷。干氣：干氣：甲烷：甲烷：8699%（體積）（體積） 常溫加壓不易液化。常溫加壓不易液化。濕氣：濕氣：甲烷（甲烷（4060%），乙烷、丙烷、丁烷等及少量），乙烷、丙烷、丁烷等及少量 H2S、 N2、He等氣體。等氣體。 常溫加壓可部分液化。常溫加壓可部分液化。 存在于地下的一種液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)的復(fù)雜烴類化合存在于地下的一種液態(tài)、氣態(tài)或固態(tài)的復(fù)雜烴類化合物，主要是烷烴，也有芳香烴和環(huán)烷烴。物，主要是烷

35、烴，也有芳香烴和環(huán)烷烴。 石油是由古地質(zhì)年代有機(jī)物質(zhì)（主要是單細(xì)胞植物，石油是由古地質(zhì)年代有機(jī)物質(zhì)（主要是單細(xì)胞植物，如藍(lán)如藍(lán)-綠海藻類；單細(xì)胞動物，如有孔蟲類）沉積后，經(jīng)過綠海藻類；單細(xì)胞動物，如有孔蟲類）沉積后，經(jīng)過長期物理、化學(xué)變化而生成。長期物理、化學(xué)變化而生成。 原油是一種深褐色或暗綠色液體。原油是一種深褐色或暗綠色液體。 C：8387%；H：1114%；O、S、N：67%。2、石油、石油石油各餾分的組成和用途石油各餾分的組成和用途狀態(tài)狀態(tài)名稱名稱主要成分主要成分分餾溫度分餾溫度()用途用途氣態(tài)氣態(tài)石油氣石油氣C1420燃料，化工原料燃料，化工原料液液態(tài)態(tài)石油醚石油醚C562060溶

36、劑，化工原料溶劑，化工原料C676090C7890120汽油汽油C51240200溶劑，燃料溶劑，燃料 煤油煤油C1116170270燃料，工業(yè)洗滌劑燃料，工業(yè)洗滌劑柴油柴油C1518250400柴油機(jī)燃料柴油機(jī)燃料潤滑油潤滑油C1620300潤滑機(jī)器，防銹潤滑機(jī)器，防銹固固態(tài)態(tài)凡士林凡士林C1822350370防銹，藥物軟膏防銹，藥物軟膏石蠟石蠟C2534400蠟燭，蠟紙蠟燭，蠟紙瀝青瀝青C3040400鋪路，絕緣材料鋪路，絕緣材料環(huán)烴：環(huán)烴：由碳和氫兩種元素組成的由碳和氫兩種元素組成的環(huán)狀化合物環(huán)狀化合物。 分成分成脂環(huán)烴脂環(huán)烴和和芳香烴芳香烴兩類兩類第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)烴環(huán)烴CH2CH2CH

37、2CH2CH2CH2or 環(huán)己烷環(huán)己烷 環(huán)己烯環(huán)己烯 環(huán)戊二烯環(huán)戊二烯 環(huán)辛炔環(huán)辛炔通式通式：環(huán)烷烴：環(huán)烷烴CnH2n ；環(huán)烯烴環(huán)烯烴CnH2n-2 ；環(huán)炔烴；環(huán)炔烴CnH2n-4。有機(jī)分子中有機(jī)分子中1個環(huán)產(chǎn)生個環(huán)產(chǎn)生1個不飽和度。個不飽和度。 1.1單環(huán)脂環(huán)烴：環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、環(huán)炔烴單環(huán)脂環(huán)烴：環(huán)烷烴、環(huán)烯烴、環(huán)炔烴1.2 多環(huán)烴類多環(huán)烴類 1 脂環(huán)烴分類脂環(huán)烴分類（1）橋環(huán)化合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：）橋環(huán)化合物結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1234567二環(huán)二環(huán)2.2.1庚烷庚烷 二環(huán)二環(huán)4.1.01,6庚烷庚烷 分子中分子中環(huán)結(jié)構(gòu)環(huán)結(jié)構(gòu)共用兩個碳原子共用兩個碳原子，即，即“橋頭橋頭”碳原子碳原子(即兩即兩個環(huán)共用的

38、碳個環(huán)共用的碳 原子原子)，其他碳原子與，其他碳原子與 “橋頭橋頭”碳原子相連成碳原子相連成“橋橋”結(jié)構(gòu)。具有該結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物稱為橋環(huán)化合物。結(jié)構(gòu)。具有該結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物稱為橋環(huán)化合物。橋環(huán)和螺環(huán)化合物橋環(huán)和螺環(huán)化合物（2）螺環(huán)烴結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：）螺環(huán)烴結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：1234567812346578910 螺螺3.4辛辛螺螺4.5-1,6-癸二烯癸二烯 分子中多個碳環(huán)結(jié)構(gòu)分子中多個碳環(huán)結(jié)構(gòu), 且碳環(huán)且碳環(huán)共用一個碳原子共用一個碳原子的環(huán)狀化合的環(huán)狀化合物叫螺環(huán)化合物。共用碳原子稱為螺碳原子。具有該結(jié)構(gòu)的環(huán)物叫螺環(huán)化合物。共用碳原子稱為螺碳原子。具有該結(jié)構(gòu)的環(huán)狀化合物稱為螺環(huán)化合物。狀化合物稱為螺環(huán)化合

39、物。螺原子螺原子CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2環(huán)丙烷環(huán)丙烷 環(huán)丁烷環(huán)丁烷 環(huán)己烷環(huán)己烷 (1) 母體：母體： 簡單環(huán)烴的命名與烷烴相似，只需在烷烴前加簡單環(huán)烴的命名與烷烴相似，只需在烷烴前加 “環(huán)環(huán)”字即可。字即可。CH3甲基環(huán)己烷甲基環(huán)己烷2、環(huán)烴的命名、環(huán)烴的命名2.1、單環(huán)烷烴的命名、單環(huán)烷烴的命名CH2CHCH2CHCH2CH3CHCH3CH31-甲基甲基-2-異丙基環(huán)戊烷異丙基環(huán)戊烷(2) 編號：編號： 當(dāng)環(huán)上有當(dāng)環(huán)上有2個取代基時個取代基時, 則從小取代基開始編號，并以最則從小取代基開始編號，并以最小和數(shù)為原則。小和數(shù)為原則。CH2C

40、H3CH31-甲基甲基-3-乙基環(huán)己烷乙基環(huán)己烷CH3CH3CH31,2 ,4-三甲基環(huán)己烷三甲基環(huán)己烷(3) 簡單的環(huán)上連有較長的碳鏈時，也可將環(huán)當(dāng)作取代基。簡單的環(huán)上連有較長的碳鏈時，也可將環(huán)當(dāng)作取代基。CH2CH2CH2CH2CH31-環(huán)丁基戊烷環(huán)丁基戊烷（4） 環(huán)烯（炔）烴的命名環(huán)烯（炔）烴的命名 a、母體：、母體：選擇含有烯（炔）烴雙（三）鍵的環(huán)為母體。選擇含有烯（炔）烴雙（三）鍵的環(huán)為母體。 b、編號：、編號：從不飽和鍵開始編號，使取代基位次最小。從不飽和鍵開始編號，使取代基位次最小。 c、命名：、命名：按照相關(guān)環(huán)烴類似規(guī)則命名。按照相關(guān)環(huán)烴類似規(guī)則命名。CH31234564-甲基

41、甲基（-1-）環(huán)已烯環(huán)已烯1-甲基甲基-3-環(huán)已烯環(huán)已烯 X2.2 多環(huán)脂環(huán)烴命名多環(huán)脂環(huán)烴命名2.2.1環(huán)橋環(huán)化合物命名環(huán)橋環(huán)化合物命名H2CH2CHCCHCH2121二環(huán)二環(huán) H2CH2CH2CCHCH2CHH2C12311二環(huán)二環(huán) 橋環(huán)烷烴的環(huán)數(shù)：切斷橋環(huán)化合物任意鍵，變成橋環(huán)烷烴的環(huán)數(shù)：切斷橋環(huán)化合物任意鍵，變成鏈狀鏈狀化合化合物所需最小次數(shù)，即為該橋環(huán)化合物所含的環(huán)數(shù)物所需最小次數(shù)，即為該橋環(huán)化合物所含的環(huán)數(shù)。橋環(huán)化合物環(huán)數(shù)確定：橋環(huán)化合物環(huán)數(shù)確定：五環(huán)五環(huán) 三環(huán)三環(huán) 四環(huán)四環(huán) 六環(huán)六環(huán) 橋頭碳原子橋頭碳原子橋碳原子（橋墩）橋碳原子（橋墩）環(huán)橋環(huán)化合物命名：確定母體、標(biāo)號、命名環(huán)橋環(huán)

42、化合物命名：確定母體、標(biāo)號、命名確定母體：確定母體： 確定環(huán)數(shù)和確定環(huán)數(shù)和組成環(huán)的碳原子總數(shù)，命名為某烷組成環(huán)的碳原子總數(shù)，命名為某烷, 加詞頭二加詞頭二（雙）環(huán)（雙）環(huán).H2CH2CHCCHCH2121二環(huán)二環(huán) 戊烷戊烷H2CH2CH2CCHCH2CHH2C12311二環(huán)二環(huán) 庚烷庚烷(b) 確定各橋：確定各橋：各各“橋橋”所含碳原子數(shù)目所含碳原子數(shù)目,按由大到小的次序?qū)懺诎从纱蟮叫〉拇涡驅(qū)懺凇岸h(huán)二環(huán)”和和“某烷某烷”之間的方括號里，數(shù)字用圓點(diǎn)分開。之間的方括號里，數(shù)字用圓點(diǎn)分開。2.1.03.1.1以雙環(huán)為例：以雙環(huán)為例：(c) 環(huán)上碳原子編號環(huán)上碳原子編號:從一個橋頭碳原子從一個橋頭碳

43、原子(含含)開始開始, 先編最長的橋至第二先編最長的橋至第二個橋頭個橋頭,再編余下的較長的橋再編余下的較長的橋,回到第一個橋頭回到第一個橋頭;最后編最短的橋。有取最后編最短的橋。有取代基，取代基標(biāo)號最小原則。代基，取代基標(biāo)號最小原則。CCC H3123458679二環(huán)二環(huán)3.2.2壬烷壬烷6-甲基甲基-(d) 環(huán)上有多個取代基：環(huán)上有多個取代基：編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)為較小和編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)為較小和取代基優(yōu)先次序決定。取代基優(yōu)先次序決定。CCCH3123458679H3C二環(huán)二環(huán)3.2.2壬烷壬烷CCCH3123458679H3C二環(huán)二環(huán)3.2.2壬烷壬烷橋環(huán)上有取代

44、基時，需要對環(huán)上碳原子標(biāo)號：橋環(huán)上有取代基時，需要對環(huán)上碳原子標(biāo)號：2,6-二甲基二甲基-2,7-二甲基二甲基-132456713245678二環(huán)二環(huán)1.1.0丁烷丁烷bicyclo 1.1.0 butane二環(huán)二環(huán)2.2.0己烷己烷bicyclo 2.2.0 hexane2,7,7-三甲基二環(huán)三甲基二環(huán)2.2.1庚烷庚烷2,7,7-trimethylbicyclo 2.2.1 heptane6-甲基二環(huán)甲基二環(huán)3.2.1辛烷辛烷6-methylbicyclo 3.2.1 octane命名實(shí)例命名實(shí)例橋環(huán)化合物名稱格式橋環(huán)化合物名稱格式 取代基取代基+ 二環(huán)二環(huán) + 帶數(shù)字的方括號（大帶數(shù)字的

45、方括號（大.中中.?。┬。?+ 母體烴的名稱母體烴的名稱8,8-二甲基二環(huán)二甲基二環(huán)3.2.1辛烷辛烷二環(huán)二環(huán)2.2.2-2,5,7-辛三烯辛三烯2.2.1 螺環(huán)化合物命名螺環(huán)化合物命名(a) 確定母體：確定母體：根據(jù)組成螺環(huán)分子中的根據(jù)組成螺環(huán)分子中的碳原子總數(shù)碳原子總數(shù)命名為命名為“某某烷烷”,再在其前面加上詞頭再在其前面加上詞頭“螺螺”.螺螺 辛烷辛烷螺碳原子螺碳原子H2CH2CCH2CH2CH2CCH2CH2CH2H2CH2CH2CCH2CCH2CH2螺碳原子螺碳原子螺螺 辛烷辛烷(b) 確定螺橋：確定螺橋：確定連接于螺原子的兩個環(huán)的碳原子數(shù)確定連接于螺原子的兩個環(huán)的碳原子數(shù)(不含螺不

46、含螺原子原子), 按由按由小到大小到大的次序?qū)懺诘拇涡驅(qū)懺凇奥萋荨焙秃汀澳惩槟惩椤敝g的方括號之間的方括號里里,數(shù)字用圓點(diǎn)分開。數(shù)字用圓點(diǎn)分開。3.42.5(c) 取代基位置確定：取代基位置確定：螺環(huán)上碳原子編號螺環(huán)上碳原子編號 從連接螺原子從連接螺原子(不含不含)上的一個碳開始上的一個碳開始,先編先編較小較小的環(huán)的環(huán),然后然后經(jīng)過螺原子再編第二個環(huán)經(jīng)過螺原子再編第二個環(huán)，編號的順序以取代基位置號碼加編號的順序以取代基位置號碼加和數(shù)最小為原則和數(shù)最小為原則。H2CCHCH2CH2CCHCH2CH2CH3H3CH2C螺螺 3.4辛烷辛烷CH2H2CH2CCHCH2CCHCH2CH3H3CH2C螺

47、螺 2.5辛烷辛烷123456781-甲基甲基-6-乙基乙基1-甲基甲基-5-乙基乙基12345678螺環(huán)化合物名稱格式：螺環(huán)化合物名稱格式：取代基取代基+ 螺螺 + 帶數(shù)字的方括號帶數(shù)字的方括號 小小.大大+ 母體烴的名稱母體烴的名稱環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu)環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu): 穩(wěn)定性：穩(wěn)定性：3 、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) 電子云不是軌道軸對稱分布在成鍵原子連線上電子云不是軌道軸對稱分布在成鍵原子連線上,而是分布而是分布在一條曲線上。在一條曲線上。 角張力：角張力：鍵角偏離正常鍵角而引起的張力。鍵角偏離正常鍵角而引起的張力?；瘜W(xué)鍵：化學(xué)鍵： 不是頭對頭的最大程度重疊不是頭對頭的最大程度重疊彎曲鍵：彎曲鍵：

48、電子云重疊度少，鍵的穩(wěn)定性差。電子云重疊度少，鍵的穩(wěn)定性差。 環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)：環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu)：蝴蝶式蝴蝶式 環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)：環(huán)戊烷的結(jié)構(gòu)：信封式信封式4、 環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象：環(huán)己烷的結(jié)構(gòu)和構(gòu)象：椅型椅型環(huán)己烷中存在兩種主要構(gòu)象。環(huán)己烷中存在兩種主要構(gòu)象。4.1 環(huán)己烷特點(diǎn)：環(huán)己烷特點(diǎn)： 環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。環(huán)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。6個碳原子個碳原子不不在同一平面。在同一平面。船型船型4.2 4.2 椅型（式）構(gòu)象特征：椅型（式）構(gòu)象特征：（1 1）碳原子分布：）碳原子分布： 1 1、3 3、5 5碳原子在一個平面，碳原子在一個平面，2 2、4 4、6 6碳原子在另一個平面上，碳原子在另一個平面上，兩個平面相互平行。兩

49、個平面相互平行。對稱軸對稱軸e- e-鍵，平伏鍵鍵，平伏鍵- -鍵，直立鍵鍵，直立鍵- -鍵，直立鍵鍵，直立鍵（2 2）、氫原子分布：）、氫原子分布： 第一類：第一類：每個碳原子上有每個碳原子上有1 1個氫原子與對稱軸平行，稱為個氫原子與對稱軸平行，稱為- -鍵，直鍵，直立鍵；立鍵；其中其中3 3個向上，個向上，3 3個向下，相鄰兩個氫原子方向相反。個向下，相鄰兩個氫原子方向相反。第二類：第二類：氫原子的氫原子的C-HC-H鍵與鍵與a a鍵氫原子呈鍵氫原子呈109.5109.5o o夾角，夾角，稱為稱為e- e-鍵，平伏鍵。鍵，平伏鍵。平伏鍵或平伏鍵或e鍵鍵直立鍵或直立鍵或a鍵鍵123456a

50、鍵與鍵與e鍵關(guān)系鍵關(guān)系 氫原子：氫原子：12個氫原子分成兩類：一類垂直于環(huán)平面，與對稱軸個氫原子分成兩類：一類垂直于環(huán)平面，與對稱軸平行，另一類與對稱軸成平行，另一類與對稱軸成109.5角。角。 碳原子：碳原子：分子中有兩個平行的平面，分子中有兩個平行的平面，C1、C3、C5和和C2、C4、C6；氫原子和位置示意簡圖總結(jié)：氫原子和位置示意簡圖總結(jié)： 氫原子相對位置：氫原子相對位置：1、2碳原子上碳原子上a、a為反式，為反式，a、e為順式；為順式；1、3碳原子碳原子a、a為順式，為順式，a、e為反式。其他類推。為反式。其他類推。（3）、椅式構(gòu)象結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）、椅式構(gòu)象結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 其中所有的其中所有的C

51、-C-CC-C-C鍵角基本維持在鍵角基本維持在109.5109.5o o； 相鄰碳原子的鍵都處于鄰位交叉式的位置；相鄰碳原子的鍵都處于鄰位交叉式的位置； 環(huán)己烷椅式構(gòu)象即沒有角張力，也沒有扭轉(zhuǎn)張力，穩(wěn)環(huán)己烷椅式構(gòu)象即沒有角張力，也沒有扭轉(zhuǎn)張力，穩(wěn)定性好。定性好。（4 4）椅式構(gòu)象間可進(jìn)行構(gòu)象相互轉(zhuǎn)換）椅式構(gòu)象間可進(jìn)行構(gòu)象相互轉(zhuǎn)換123456HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH1234564.3 環(huán)己烷船型（式）構(gòu)象特征：環(huán)己烷船型（式）構(gòu)象特征：（1）碳原子分布：）碳原子分布： 1,3,4,6四個碳原子在同一平面內(nèi)，四個碳原子在同一平面內(nèi)，2,5碳原子在這一碳原子在這一 平面的上平

52、面的上方。方。（2）、氫原子分布：）、氫原子分布： 第一類：第一類： 1,3,4,6上氫原子在四個碳原子平面的上下，上氫原子在四個碳原子平面的上下，H-C-H夾夾角為角為109.5o。 第二類：第二類：2,5氫原子呈氫原子呈109.5o夾角，其中夾角，其中2個個C-H鍵與鍵與1,3,4,6碳原碳原子面平行子面平行。（3）、船型（式）構(gòu)象結(jié)構(gòu)特點(diǎn)）、船型（式）構(gòu)象結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1,6和和3,4之間有兩個正丁烷似的全重疊；之間有兩個正丁烷似的全重疊； 1、2，2、3， 4、5，5、6之間有四個正丁烷似的鄰位交叉。之間有四個正丁烷似的鄰位交叉。4.4 船式構(gòu)象與椅式構(gòu)象之間轉(zhuǎn)換船式構(gòu)象與椅式構(gòu)象之間轉(zhuǎn)換

53、 環(huán)己烷中的環(huán)己烷中的C-C鍵雖然不能象直鏈烷烴一樣鍵雖然不能象直鏈烷烴一樣360o自由旋轉(zhuǎn)，但自由旋轉(zhuǎn)，但是可以通過是可以通過C-C鍵轉(zhuǎn)動在不同構(gòu)象之間變換，這種構(gòu)象之間的互變鍵轉(zhuǎn)動在不同構(gòu)象之間變換，這種構(gòu)象之間的互變稱為環(huán)轉(zhuǎn)換。稱為環(huán)轉(zhuǎn)換。 環(huán)轉(zhuǎn)換不涉及到環(huán)轉(zhuǎn)換不涉及到C-C鍵斷裂，所以需要能量較低。鍵斷裂，所以需要能量較低。環(huán)己烷的扭船式構(gòu)象環(huán)己烷的扭船式構(gòu)象HHHHHHHHHHHH1234561234561234561234564.5 環(huán)己烷其他構(gòu)象環(huán)己烷其他構(gòu)象環(huán)己烷的半椅式構(gòu)象環(huán)己烷的半椅式構(gòu)象123456三個全重疊三個全重疊三個鄰交叉三個鄰交叉四個全重疊四個全重疊兩個鄰交叉兩個

54、鄰交叉123456250pm123456183pm4.6 環(huán)己烷構(gòu)象和位能之間關(guān)系環(huán)己烷構(gòu)象和位能之間關(guān)系123456250pm123456183pm一取代一取代：兩種構(gòu)象狀態(tài)：兩種構(gòu)象狀態(tài)穩(wěn)定構(gòu)象穩(wěn)定構(gòu)象5 取代環(huán)己烷構(gòu)象取代環(huán)己烷構(gòu)象5.1 一取代環(huán)己烷構(gòu)象一取代環(huán)己烷構(gòu)象以甲基環(huán)己烷為例以甲基環(huán)己烷為例CH3與與C3-H、C5-H有相互排斥力，這稱有相互排斥力，這稱為為1,3-二直立鍵作用。每個二直立鍵作用。每個H與與CH3的的1,3-二直立鍵作用相當(dāng)于二直立鍵作用相當(dāng)于1個鄰交叉。個鄰交叉。不穩(wěn)定構(gòu)象不穩(wěn)定構(gòu)象5.2 二取代環(huán)己烷構(gòu)型和構(gòu)像異構(gòu)二取代環(huán)己烷構(gòu)型和構(gòu)像異構(gòu) 二甲基環(huán)已烷為

55、例二甲基環(huán)已烷為例 二甲基環(huán)已烷是一個非常具有代表性的分子結(jié)構(gòu)。可二甲基環(huán)已烷是一個非常具有代表性的分子結(jié)構(gòu)?？赏瑫r存在構(gòu)造異構(gòu)、構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)。同時存在構(gòu)造異構(gòu)、構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象異構(gòu)。 二甲基環(huán)已烷的構(gòu)造異構(gòu)體。二甲基環(huán)已烷的構(gòu)造異構(gòu)體。1，2-二甲基環(huán)已烷二甲基環(huán)已烷1，3二甲基環(huán)已烷二甲基環(huán)已烷1，4二甲基環(huán)已烷二甲基環(huán)已烷兩個取代甲基在環(huán)的同一面，兩個取代甲基在環(huán)的同一面，順順-1,2-二甲基環(huán)已烷二甲基環(huán)已烷因環(huán)上單間不能自由旋轉(zhuǎn)而引起的環(huán)己烷上取代基相對位因環(huán)上單間不能自由旋轉(zhuǎn)而引起的環(huán)己烷上取代基相對位置不同，產(chǎn)生的異構(gòu)體稱為構(gòu)型異構(gòu)體，又稱為幾何異構(gòu)體。置不同，產(chǎn)生的異構(gòu)體稱

56、為構(gòu)型異構(gòu)體，又稱為幾何異構(gòu)體。 實(shí)際上，環(huán)己烷并不是平面結(jié)構(gòu)，另一種構(gòu)像形式表實(shí)際上，環(huán)己烷并不是平面結(jié)構(gòu)，另一種構(gòu)像形式表示更能反映取代基之間關(guān)系，分析不同構(gòu)象能量和穩(wěn)定性。示更能反映取代基之間關(guān)系，分析不同構(gòu)象能量和穩(wěn)定性。二甲基環(huán)已烷構(gòu)型異構(gòu)二甲基環(huán)已烷構(gòu)型異構(gòu)-有順反異構(gòu)有順反異構(gòu)兩個取代甲基在環(huán)的不同一面，兩個取代甲基在環(huán)的不同一面，反反-1,2-二甲基環(huán)已烷二甲基環(huán)已烷（1） 1,2-二甲基環(huán)已烷構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象二甲基環(huán)已烷構(gòu)型異構(gòu)和構(gòu)象 同單甲基環(huán)已烷類似，二甲基環(huán)己烷也存在構(gòu)象異構(gòu)。同單甲基環(huán)已烷類似，二甲基環(huán)己烷也存在構(gòu)象異構(gòu)。 兩個取代甲基處于兩個取代甲基處于a-鍵上，分鍵上，分別與其他四個碳原子的別與其他四個碳原子的a-鍵氫原鍵氫原子有阻礙，子