講義教程教案

一、碳原子的sp3雜↑一、碳原子的sp3雜↑↑E兩個(gè)原子沿原子軌道對(duì)稱軸方向互形成的σ第二章烷烴Chapter2烷烴的異構(gòu)（碳鏈異構(gòu)、構(gòu)象異構(gòu) 名（普通命名法，IUPAC命名法）烷烴的化學(xué)性質(zhì)（鹵代反應(yīng)及自由基反應(yīng)機(jī)理碳與氫合物，也稱為烴（yoro）。根據(jù)烴分子中碳原子間連接方式不同劃分開鏈（脂肪烴飽和烴：烷烴—分子中只含有C-C和C-H鍵的脂肪烴烯不飽和炔脂環(huán)環(huán)狀芳香天然氣：甲烷（主要）、乙烷、丙烷、丁烷石油：各種烴的混合物，如汽油51，煤油115，柴油158,潤(rùn)滑油160,石蠟830,瀝青3040煤：芳香烴↑↑↑↑↑↑甲烷1.09 Csp3雜化σ鍵:旋轉(zhuǎn)不影響軌 程度σ鍵:旋轉(zhuǎn)不影響軌 程度,即σ鍵可沿鍵軸“由”轉(zhuǎn)動(dòng) 程度大,穩(wěn)定性高;鍵的極化度小H(C)nHHHHHHHHHHHHHHHH氫數(shù)是碳數(shù)的二倍多兩個(gè)（多兩端同系同系列（homologousseries）：具有同一分子同系物（homolog）：同系列中的化合同系物具有相似的化學(xué)性質(zhì)，但反應(yīng)速率往往有較大的差異；物理性質(zhì)一般隨碳原子數(shù)的增加而呈現(xiàn)規(guī)律性變化。同系列中的第一個(gè)化合物往往具有明顯的特性。碳鏈異位置異構(gòu)造異構(gòu)：僅由碳原構(gòu)造異產(chǎn)生的同分異構(gòu)現(xiàn)象構(gòu)象異立體異構(gòu)：因分子中立體異同而產(chǎn)生的異構(gòu)現(xiàn)象順反異構(gòu)型異對(duì)映異一、一、碳鏈異碳鏈異構(gòu)——不同。C1~C3烷烴無異構(gòu)現(xiàn)HC以上烷烴出現(xiàn)碳鏈異構(gòu)（同分異構(gòu)）現(xiàn)異構(gòu)體23 5；HH12 1C1旋C1旋；HH12 1C1旋C1旋HHHH1HHH 2° 二、二、構(gòu)象(conformation)產(chǎn)生構(gòu)象異構(gòu)體的原因：C—C單鍵可以構(gòu)象:方式（空間構(gòu)型；不同構(gòu)象之間互為構(gòu)象異構(gòu)關(guān)系乙烷的兩種典型構(gòu)描述（傘形式投影投影式交叉式乙烷乙烷構(gòu)象轉(zhuǎn)換與勢(shì)0 DegreesofrPotentialenergyPotentialenergy交叉式（反交叉式部 （最不穩(wěn)定大多以鋸齒形存在名名普通命名用于簡(jiǎn)單化合名IUPAC命名法（系統(tǒng)命名法一、通命名一般按烷烴所含碳原子數(shù)目來命名，碳原子在十以內(nèi)“天干”表示，稱“某烷”;十一碳以上用漢字?jǐn)?shù)字表示“天干”——甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸一些常見的烷烴碳 化學(xué) 中文 英文碳 化學(xué) 中文 英文碳碳碳化學(xué)中文英文正庚n-正辛n-正壬n-正癸n-正十一n-正十二n-正十三n-正二十n-二、IUPAC命名法（系統(tǒng)命名法）：適用于各類有機(jī)合 名，其要點(diǎn)是選主鏈、編碳號(hào)和處理側(cè)鏈系統(tǒng)命取代基（位次-數(shù)目-名稱）名 2 CH3CH32,7,癸取代取代取代基（烷基）：烷烴去掉一個(gè)氫原子后留下的原烷R烷一些常R（烷基 中文縮甲乙（正）異丙（烷基 中文 英文 3.R,S;D,3.R,S;D,L;E;順,構(gòu)型 取代 R（烷基異叔各種原子或取代基按先后次序排列的規(guī)則稱為順序規(guī)則將各種取代基的連接原子按原子序數(shù)的大小排列，原子數(shù)大的順序 。若為同位素，則質(zhì)量數(shù)高的順序 。I>Br>Cl>F>O>N>C>D>規(guī)則規(guī)則若多原子基團(tuán)的第接原子相同，則比較與它相連的其它原子，先比較原子序數(shù)最大的原子，若相同再比較第二大的，依次類推。若第二層次的原子仍相同，則沿取代鏈依次相比，直至比出大小為至。CCH CHCH2 HH規(guī)則含不飽和鍵時(shí)排列順序大小的規(guī)則：連有雙鍵或叁鍵的原子可以認(rèn)為連有兩個(gè)或三個(gè)相同的原子。取代取代基位置號(hào)+個(gè)數(shù)+名官能團(tuán)位置（位次-數(shù)目-名稱+(沒有官能團(tuán)不涉及位置號(hào)4.命名規(guī)則(命名步驟步驟1——找主鏈：找出取代基最多的最長(zhǎng)碳鏈作為主(以普通命名法命名2編碳號(hào)最近一端開始；3處理側(cè)鏈（處理取代基）：1、命名取代基：以烷基命名、組織多取代基：按照基團(tuán)小大次序（面，大取代基放到后面）；3、相同取代基合并：數(shù)目用中文大寫數(shù)字表示①選主鏈——如：①選主鏈——如：CH3-CH2-CH2-CH-CH2-CH3-CHCH2CH-CH3CH2CHCH2CH-②編碳號(hào)——代注意：當(dāng)有幾種可能的編號(hào)方向時(shí)，應(yīng)當(dāng)選定使取代基具有“最低系列”的那種編號(hào)（即順次逐項(xiàng)比較各系列的不同位）。 2CH3CH3 2 2 CH3CH32,7, 癸烷（不叫 癸烷注意：兩端一樣長(zhǎng)時(shí)，從小取代基一端開始 23 ③處理側(cè)鏈——有不同取代基時(shí)，把小取代前面，大取代基寫在后面。相同取代基合并起來，取代基數(shù)目用二、三、……等表示（先小后大，同基合并）。烴基大小的次序按“優(yōu)先次序高者列后”的甲基＜乙基＜丙基＜丁基＜戊基＜己基＜異戊基＜異丁基＜ 6CH3CH3例1例1CH3-CH-CH-CH-CH-CH-3-甲基-5-乙基辛 233取讀代作基位位次連 字 符名例2CH3-CH2-CH—CH-CH2-CH3-CHCH-CH32,5-二甲基-3,4-二乙基己2,5-甲基-3,4二乙基己2,5-2甲基3,4-2乙基己 例CH-CH-CH—CH—CH—CH CHCH32,5-二甲基-3-異丙基2,5-二甲基-4-異丙基己CH3-CH3-甲基-3-乙基-5-丙基-4-異丙基辛主要烷基的優(yōu)先順序：異丙基>丙基>乙基>在英文命名中，取代基按詞首的字母排列順序先后3-ethyl-4-isopropyl-3-methyl-5-第五節(jié)第五節(jié)二取決于分子間的作用力和晶格堆積的密集度烷烴 的特點(diǎn) 點(diǎn)越高（對(duì)稱性越好，排列越規(guī)整，越緊密）正構(gòu)正構(gòu)烷烴 升高曲線支鏈烷烴的 比相應(yīng)的直鏈烷烴低，但高度對(duì)稱的支鏈烷烴其 卻異乎尋常的，這是因?yàn)榉肿拥膶?duì)稱性越高在晶體中排列越緊密。CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3 Mp(℃)- 三、三、烷烴沸沸點(diǎn)一般很低（非極性，只有色散力）隨相對(duì)分子質(zhì)量增大而增大（運(yùn)動(dòng)能量增大范德華引力增大）相對(duì)分子質(zhì)量相同、支鏈多、沸點(diǎn)低。（鏈多，分子不易接近）。沸點(diǎn)大小取決于分子間的支鏈烷烴因?yàn)榉肿娱g接觸面積較小，因而沸點(diǎn)比直 偶極矩均為0烷烴的密度均小于1（0.424-0.780） 電負(fù) C一般情況下烷烴化學(xué)性質(zhì)不活潑，與氧化劑和強(qiáng)還原劑等都不起作用溫 劑或催化劑的影響下）也可以發(fā)生某些反應(yīng)一、一、燃燒——完全氧化，生成二氧CH4+2CO2+2H2O+891.2kJ/nCO+(n-1)HO+CH3CH2-CH2CH3+52CHCOOH+HR-CH2-CH2-R-COOH+R’-COOH+R—R-OH+R’-三、三、取代反應(yīng)其他原子或原子團(tuán)代替的反應(yīng)。鹵代反應(yīng)鹵素原子取代的反應(yīng)。高溫過氧化劇烈反甲烷和氯氣反應(yīng)生成氯代產(chǎn)物的混合物，其組取決于氯的加入量和反應(yīng)時(shí)間的控制CH4+CH3Cl+CH2Cl2+CHCl3+hvorCH（過量）+CHCl+hvorCH+Cl（過量 +反應(yīng)特點(diǎn)反應(yīng)需光照時(shí)吸收一個(gè)光子可產(chǎn)生幾千個(gè)氯甲烷的鹵代反應(yīng)機(jī)理（Reaction什么是反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理是對(duì)反應(yīng)過程的詳細(xì)描述，應(yīng)解釋以下問研究反應(yīng)機(jī)理的意發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的一些規(guī)律，指導(dǎo)研究的深入了解影響反應(yīng)的甲烷的鹵代反應(yīng)機(jī)理（Reaction什么是反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)機(jī)理是對(duì)反應(yīng)過程的詳細(xì)描述，應(yīng)解釋以下問研究反應(yīng)機(jī)理的意發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的一些規(guī)律，指導(dǎo)研究的深入了解影響反應(yīng)的各種因素，最大限度地提高反應(yīng)產(chǎn)率甲烷的經(jīng)過了什么hvornn H=242.7Cl+Cl+ClH+Cl+ Cl+ Cl+重重Cl自由 ，反應(yīng)終凈結(jié)nnCH3CH3Cl+Cl自由基完全失，反應(yīng)終Cl+CH H(反應(yīng)熱不同類型的C—H鍵離解能不同，離解能越小，生由不同類型的C—H鍵離解能不同，離解能越小，生由基穩(wěn)定性越大。其穩(wěn)定性順序：3°>2°>1°>·CH自由基的穩(wěn)定性次序決定著反應(yīng)的取向和反3.3.其它烷烴的氯代反應(yīng),氯代反應(yīng)的選擇氯代選擇性（253oH:2