汪小蘭有機(jī)課件第四版烷

第二章烷烴TableofContents第一節(jié)烷烴的同序列及同分異構(gòu)現(xiàn)象 一、同序列二、同分異構(gòu)三、碳、氫原子的類別第二節(jié)烷烴的命名一、普通命名法二、烷基三、系統(tǒng)命名法【烷wan】取完全之意，碳被氫完全飽和；【烴t-ing】指碳tan氫qing化合物。烷烴通式CnH2n+2。2023/3/31第三節(jié)烷烴的構(gòu)型一、碳原子的四面體概念及分子模型二、碳原子的SP3雜化三、烷烴分子的形成第四節(jié)烷烴的構(gòu)象一、乙烷的構(gòu)象二、正丁烷的構(gòu)象第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)第六節(jié)烷烴的化學(xué)性質(zhì)一、氧化二、熱裂三、鹵代2023/3/31第七節(jié)烷烴鹵代反應(yīng)歷程一、甲烷的鹵代二、烷烴鹵代的相對活性與自由基的穩(wěn)定性第八節(jié)烷烴的制備一、偶聯(lián)二、還原2023/3/31

2023/3/31

2023/3/31同分異構(gòu)分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的化合物。構(gòu)造異構(gòu)：分子或原子連接順序不同而產(chǎn)生的異構(gòu)。直鏈與支鏈的異構(gòu)屬于碳鏈異構(gòu)，屬于構(gòu)造異構(gòu)。2023/3/31第二節(jié)烷烴的命名一、普通命名法、甲乙丙丁戊己庚辛壬癸正、異、新二、烷基（R－）

烷烴分子去掉氫原子后剩下的部分：

CnH2n＋12023/3/31

TheAlkylGroups烷基通常用－R表示Alkylgroupsareoftenrepresentedas-R.Thenamesofalkylgroupsarealways-yl.Theyhavethegeneralformula:CnH2n+12023/3/31

常見的烴基CommonAlkylGroups

(C1throughC4)2023/3/31系統(tǒng)命名法

SystematicNomenclature

InternationalUnionofPureandAppliedChemistryIUPACCommitteeonOrganicNomenclature2023/3/31TheAlkanes

2023/3/31命名規(guī)則

NomenclatureoftheAlkanes

選擇最長碳鏈1

選擇最長碳鏈作主鏈，根據(jù)主鏈所含碳原子數(shù)叫做某烷。若有等長碳鏈，選取代基多的碳鏈為主鏈。Alkanesalwayshavetheending-ane.Sidechains(substituents)arenamedasalkylgroups.2023/3/31較優(yōu)基團(tuán)3支鏈烷基的名稱及位置寫在母體名稱前面，主鏈上有不同支鏈時按次序規(guī)則將較優(yōu)基團(tuán)列在后面。2023/3/31次序規(guī)則次序規(guī)則（較優(yōu)基團(tuán)）：單原子取代基，按原子序數(shù)大小，I,BrClFONCDH;多原子取代基第一個原子相同時依次比較與其相連的其它原子含雙鍵及參鍵的基團(tuán)可分別看成連接另外一個或二個碳2023/3/31

WWUChemistry

4321

2-Methylbutane2－甲基丁烷

OrganicNomenclature2023/3/31

YouMustChoosetheLongest

ContinuousCarbonChain4321

5674－乙基庚烷4-Ethylheptane2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

theFirstSubstituent

76543214-Ethyl-3-methylheptane

3－甲基－4－乙基庚烷2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

theFirstSubstituent876543213-Ethyl-5-methyloctane5－甲基－3－乙基辛烷2023/3/31

EverySubstituentMustGetaNumber1234563,3-Dimethylhexane2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

FirstSubstituent109876543212,7,8-Trimethyldecane2023/3/31

NumberfromtheEndNearest

the“FirstDifference”123456783,4-二甲基－6－乙基庚烷2023/3/31

Ifyoucannamethis,

youcannameanything!123456

7

894-Isopropyl-2,6,6-trimethylnonane2023/3/31含復(fù)雜支鏈烷烴的命名支鏈上有取代基，則從和主鏈相連的碳原子開始將支鏈碳原子依次編號，并將支鏈取代基位號、名稱、連同支鏈寫在括號內(nèi)。2023/3/31

復(fù)雜取代基命名1-Methylethyl2023/3/31

NamingComplexSubstituents1,3-Dimethylbutyl2023/3/31

NamingComplexSubstituents2-Ethyl-1,1-dimethylbutyl2023/3/31

ThisShouldBeFun

123

1234567895－丙基－5－(1－甲基－1－乙基丙基）壬烷5-(1-Ethyl-1-methylpropyl)-5-propylnonane2023/3/31

GoodLuck!7-(1,1-Dimethylbutyl)-3-ethyl-7-methyldodecane2023/3/31

DegreeofSubstitution2023/3/31

DegreeofSubstitution

1。1°

1°3°2°3°2°4°1°

1°3°2°

1°2°1°2023/3/31第三節(jié)烷烴的構(gòu)型一、碳原子的四面體概念及分子模型

構(gòu)型（Constitution）：具有一定構(gòu)造的分子中原子在空間的排列狀況。

Van’tHoffandLeBel分別提出碳四面體概念。2023/3/31

TetrahedralGeometry

Methane的正四面體Kekulé模型甲烷球棒模型甲烷比例模型2023/3/31丁烷的Kekulé模型（球棒模型）丁烷的Kekule模型（球棒模型）2023/3/31丁烷的斯陶特模型丁烷的斯陶特模型2023/3/31二、碳原子的sp3雜化

2023/3/31sp3HybridOrbital2023/3/31三、烷烴分子的形成

2023/3/31第四節(jié)烷烴的構(gòu)象構(gòu)象（Conformation）：一定構(gòu)型的分子通過單鍵旋轉(zhuǎn)，形成各原子或原子團(tuán)的空間排布。Differentarrangementsofatomswithinamoleculethatcanbeconvertedintooneanothermerelybyrotationaboutsinglebonds.一、乙烷的構(gòu)象2023/3/31

Ethane

(Staggered交叉Conformation)SideViewEndView乙烷的交叉式構(gòu)象2023/3/31

Ethane

(eclipsed重疊conformation)SideViewEndView2023/3/31構(gòu)象表示方法鋸架式（透視式）投影式2023/3/31

交叉式重疊式構(gòu)象異構(gòu)體2023/3/31ConformationsofEthane乙烷構(gòu)象能量圖2023/3/31扭轉(zhuǎn)張力

TorsionalStrainExtrapotentialenergythatamoleculepossessduetothepresenceofeclipsedbonds.由于重疊產(chǎn)生的能量升高Extrapotentialenergythatamoleculepossessesbecausegroupsarecrowdedtogether，orareforced

toapproacheachothertowithinthesumoftheireffectiveradii2023/3/31二、丁烷的構(gòu)象CH3CH2CH2CH3

看成是1，2－二甲基乙烷，沿C2C3旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生各種構(gòu)象，典型構(gòu)象有四種：

2023/3/31能量大小順序全重疊(1)<(2)<(3)<(4)2023/3/31Butane

(anticonformation)sideview對位交叉endview2023/3/31Butane

(gaucheconformation鄰位交叉構(gòu)象)sideviewendview2023/3/31Butane

(synconformation全重疊)sideviewendview2023/3/31Butane

(anticlinalconformationoreclipsed-120conformation部分重疊)sideviewendview2023/3/31ConformationsofButane丁烷構(gòu)象能量圖2023/3/31StericStraininButane

(gaucheconformation)closecontactbetween

methylgroups2023/3/31StericStraininButane

(synconformation)reallycrowded!2023/3/31第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)物質(zhì)狀態(tài)：C4以下gas，C5C16liquid,C17以上solid。沸點：分子間范德華力越大，其沸點越高。正烷烴的沸點是隨著分子量的增加而升高的。范德華力包括靜電引力、誘導(dǎo)力和色散力。2023/3/311）正烷烴的沸點隨碳原子數(shù)的增多而升高2）正烷烴的沸點高于它的異構(gòu)體（支鏈烷烴）b.p.CH3(CH2)2CH3:-0.5(CH3)2CHCH3:-10.2CH3(CH2)3CH3:36.1(CH3)2CHCH2CH3:27.9C(CH3)4:9.52023/3/31熔點：分子晶體的熔點不僅取決于分子間的作用力的大小，而且取決于晶體中碳鏈的空間排布(對稱性）情況。同分異構(gòu)體中，對稱性越高的熔點越高。C4以上的正烷烴的熔點隨著碳原子數(shù)增加而升高。偶數(shù)碳原子的烷烴的熔點升高多些。m.p.(CH3)2CCH2CH3:-159.9CH3(CH2)3CH3:-129.7(CH3)4C:-16.6溶解度：likedissolveslike.2023/3/31第六節(jié)烷烴的化學(xué)性質(zhì)

CC,CH鍵能較大，極性小，故化學(xué)性質(zhì)比較穩(wěn)定。一、氧化

烷烴部分氧化成各種含氧衍生物：醇、醛、羧酸，在工業(yè)上有應(yīng)用。2023/3/31TheInternalCombustionEngine內(nèi)燃機(jī)2023/3/31二、熱裂熱裂：有機(jī)化合物在高溫和無氧條件下發(fā)生鍵斷裂的反應(yīng)。溫度在450℃以上。為自由基反應(yīng)。催化熱裂的溫度可以低些。裂化在煉油工業(yè)上是一個很重要的反應(yīng)。2023/3/31三、鹵代

鹵代反應(yīng)：有機(jī)化合物分子中的氫原子被鹵原子取代，生成鹵代物，并放出鹵化氫的反應(yīng)。2023/3/31甲烷的氯代2023/3/3125℃時，不同類型氫原子一氯代的相對活性：3。H：2。H：1。H=5：4：1;而溴代的選擇性更高，相應(yīng)為1600：82：1。例：預(yù)測下面反應(yīng)所生成的一溴代異構(gòu)體的比例。2023/3/312023/3/31反應(yīng)機(jī)理

由反應(yīng)物到產(chǎn)物經(jīng)歷的途徑從反應(yīng)物到產(chǎn)物過程中鍵的斷裂及形成包括各種中間體及過渡態(tài)說明電子的轉(zhuǎn)移反映立體化學(xué)特點各步反應(yīng)的相對速率2023/3/31第七節(jié)烷烴鹵代反應(yīng)歷程

反應(yīng)歷程（Reactionmechanism）：化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑或過程，有稱反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)機(jī)制。一、甲烷的鹵代歷程Experimental:1.黑暗下不加熱，無反應(yīng)2.僅加熱，能反應(yīng)3.僅光照，即使1個光子，也能產(chǎn)生許多分子的鹵代產(chǎn)物4.氧氣的存在，能延緩反應(yīng)的發(fā)生2023/3/31自由基取代歷程（鏈的引發(fā)、鏈的傳遞、鏈的終止），屬鏈鎖反應(yīng)2023/3/31自由基的產(chǎn)生條件：加熱、光