有機化學第二章飽和烴烷烴

第二章飽和烴（烷烴）[目的要求]：１．掌握烷烴的同分異構現(xiàn)象及系統(tǒng)命名方法；２．掌握烷烴的結構及雜化軌道理論；３．掌握烷烴的性質，４．了解烷烴的來源及用途。1只有碳氫兩種元素的原子組成的化合物叫碳氫化合物,簡稱烴。烴是化學人造字：碳中之火加氫中之組合而成。烴為碳氫的諧音)。烴是最基本的有機化合物,習慣上把它們看成是有機化合物的母體?；?=烴在烷烴分子中,碳原子與氫原子的結合已達到了最高限度,不能再增加了,故烷烴又叫飽和烴。前言2烴的分類：3

2.1同系列與同分異構一、烷烴的同系列烷烴是碳氫化合物,我們以H-H為起點，依次插入CH2可以導出所有的烷烴：同系列：具有相同的通式，結構相似，組成上相差CH2及其整數(shù)倍，化學性質也相似，物理性質隨碳數(shù)的增加有規(guī)律地變化的化合物系列。組成上的差叫同系差烷烴的通式:CnH2n+2同系物：同系列中的各化合物互為同系物?！淄橐彝楸?同系列的提出為我們學習有機化學提供了方便，對于同一類化合物，我們只要研究其中幾個典型代表就可推知其他化合物的性質。二、烷烴的同分異構－構造異構現(xiàn)象同分異構（構造異構）：是指分子式相同，分子中的原子的成鍵順序或連接順序不同。構造：指分子中原子互相連接的方式和次序。順反異構對映異構5對于烷烴的構造異構，實質上是碳架異構，即分子式相同，碳架不同。CC-C-C-C-CC-C-C-CC-C-CCC戊烷（正戊烷）2-甲基丁烷（異戊烷）2,2-二甲基丙烷(新戊烷)碳原子、氫原子的分類：1oC2oC3oC4oC1oH2oH3oH一級二級三級四級伯仲叔季6一、普通命名法2.2烷烴的命名1.直鏈的烷烴（沒有支鏈）叫做“正某烷”1-10個碳的烷烴用甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸表示，10以后用大寫數(shù)字表示，十一、十二、……。2.含支鏈的烷烴為區(qū)別異構體，用“正(normal,n-)”(直鏈)、“異(iso,i-)”(一末端有兩個甲基)、“新(neo)”(季碳)等詞頭表示。CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-C-CH2-CH3CH3CH3CH3-C-CH2-CH2-CH3CH3正己烷異己烷新己烷7烷基1.烷基的命名烷基詞頭：正n–(normal),仲s–(second),異i–(iso–),叔t–(tertio–),新neo–(neo–)。烷烴—去掉一個H生成的一價原子團叫烷基R—,CnH2n+1—去掉兩個H生成的二價原子團叫亞某基—去掉三個H生成的三價原子團叫次某基亞甲基亞乙基次甲基8注意異丁基與仲丁基的區(qū)別注意叔戊基與新戊基的區(qū)別9二、系統(tǒng)命名法說明：IUPAC命名法與系統(tǒng)命名法并不等同。IUPAC命名法:是國際純粹與應用化學聯(lián)合會(InternationalUnionofPureandAppliedChemistry,簡稱IUPAC)制定的命法。系統(tǒng)命名法:是中國化學會(CCS：Chinesechemicalsociety)根據(jù)IUPAC的命名原則，結合我國文字特點所制定的命名法。在系統(tǒng)命名法中：1.直鏈烷烴的命名與普通命名法相同,前面不需要“正字”。2.支鏈烷烴的命名分“三步曲(選主鏈,編號,命名)”，命名遵循“最長、最近、最多、最小”和“次序規(guī)則”。具體步驟如下：10“三步曲”：選主鏈:選擇最長碳鏈作為主鏈，其它側鏈作為取基。

如果主鏈一樣長，選含支鏈最多的為主鏈。11編號:從最靠近取代基的一端起依次給主鏈碳原子編號。4－甲基－3－乙基庚烷最低系列法：當取代基相同且取代基編號相同時,使取代基編號的和最小。因2+3+5小于2+4+5，故取黑色方向編號為主鏈。2,3,5－三甲基己烷12當取代基不同且取代基離端基等距時，編號遵守“次序規(guī)則”，以“較小”基團的基端開始編號。（先小后大）。2－甲基－5－氯己烷次序規(guī)則(1)原子序數(shù)小的為”較小”基團I>Br>P>O>N>C>H,同位數(shù)D>H(2)如第一個原子相同,比較與第一個原子相連的其它原子原子序數(shù)。<<<13例如：4-丙基-6-異丙基壬烷丙基：第一層原子：C；第二層次原子：C、H、H。異丙基：第一層子：C；第二層次原子：C、C、H。結論：“較小”基團為丙基14命名:化合物名稱的書寫—“取代基位次”+“取代基名稱”+“母體名稱”。書寫規(guī)則：1）相同取代基合并,數(shù)目用漢文數(shù)字二、三...表示；2）取代基位號用阿拉伯數(shù)字表示；3）阿拉伯數(shù)字與漢字之間必須用短橫線分開；4）阿拉伯數(shù)字之間必須用逗號分開。5)中文名稱按基團次序規(guī)則，較小的基團列在前2，2，4—三甲基—3—乙基戊烷

152-甲基-5-（1，1-二甲好基丙科基）煩癸烷162.叛3烷烴吵的結牙構1烷烴澡的結脹構特址征(1寸)碳原埋子都防是以SP3雜化嗚軌道針成,呈四虜面體筑結構(2兆)各個錄碳都甩是四蹈面體杯構型狹，每斥個鍵俱鍵角饞約為10雨928(3久)分子侍中的葉化學潮鍵都攀是σ鍵，σ鍵可屋自由會旋轉卻，穩(wěn)綢定C—深C鍵的稠平均航鍵長椅為15丘4p蜂m(得0.拜15睛4n螞m)，C—堂H鍵的朽平均趣鍵長柔為10型7p噸m(轟0.逢10炎7n挪m)18釘74年，樂范特乒霍夫(Va節(jié)ntHo此ff鋸.J米.H)和勒看貝爾(L米eBe瘦l,腰J.蓋A)分別串提出唉碳四夫面體獵構型駐學說福，C原子釘?shù)乃暮忻骟w偵概念凱庫勒模型(球棒模型)斯陶特模型(比例模型)172碳原約子的sp3雜化C原子虜基態(tài)采電子霉排布殼：有2個未爆成對災電子糞，應招該是翁二價燙的，冶但碳銀原子令實際禽上是愿四價勒的。缸是因屆為碳難原子掩軌道卸發(fā)生具了雜正化。所謂嫁雜化毛：“端能量碑相近存的原換子軌附道可皂以在贈原子炒內部尿進行昏混合擱組成賓新的社軌道—雜化浴軌道犧”。__踐__齒P片.Ｌ.P松au業(yè)li與ng好(桐19腰31遮)雜化每軌道著理論再用以民解釋兼：為蜓什么恩基態(tài)呼下外駁層只萬有兩撥個未菌成對陪電子因的碳愁原子叛在有嫌機化宜合物珍中總忌是保互持四腐價，賠且在迫烷烴蠢分子材中還懼具有捆四面膽體的闖構型冬。18激發(fā)雜化雜化觀過程箱：2s軌道搶的能靜量與2p較接鼠近,2s上的1個電朽子可擋以激疲發(fā)到2p竄z空軌襯道上翼。激發(fā)獎態(tài)的勤碳原累子有4個單新電子挪，但落軌道販能量犬不等傳。雜化升形成4個能介量相嬸等的評新軌年道sp3軌道19雜化絮軌道捏的特惕征(1粱)形成漁四個雀完全兵等同坐的sp傾3雜化瓜軌道哪。每個sp乎3軌道廈，各石含1/叉4粘s成份陵，3/圓4喝p成份附。(2丙)這些由軌道列具有值最佳連的空拋間取昨向，(指向捧正四尼面體今的頂脖點，彼此鏡間的盡夾角奸為10腔9°凝28雷’，保膽持了那最大牲程度蔥的遠噸離)。(3比)雜化墾軌道欲具有勞更強懲的方愈向性(負瓣氣減弱,正瓣飄加強,增強妄了成分鍵的哄能力)。203烷烴般分子滿的形楊成+sp3ssp3-s++6+sp3sp3-sp3sp321σ-鍵:形成:由原許子軌稠道頭腿碰頭炮重迭晶而形龜成.特征:電子古云沿衣鍵軸采呈圓陡柱狀到對稱牙分布堤，成存鍵兩泄原子雄可圍煙繞鍵著軸自禽由旋闖轉不悶會影社響電嘆子云京密度較的分矩布。4烷烴賢分子次構型扶的表肅示構型曬：指襖具有蘭一定照構造答的化理合物躍分子蒼中的蜂原子狐在空旗間的革排列告形式予。構造蹲：指濃分子俗中的皇原子那相互惹連接脊的順處序及扎方式脈。甲烷穿分子邁的楔扛形式乙烷穴分子渣的楔長形式簡言方之:楔前陣、虛猛后、恒實平社面。22所謂涌直鏈粒烷烴勸，碳亦鏈并舒非是鏈直的拐，只合是它茶不含柜側鏈報而已出。弄≥C3的直困鏈烷火烴固冷態(tài)時俊碳鏈吼呈鋸召齒狀指，氣商態(tài)、有液態(tài)高下由惠于圍細繞σ-鍵的洪旋轉年而呈展多種展不規(guī)許則的廈形狀尖：戊烷堵的多率種不岡規(guī)則株形狀232.梨4丁烷制和乙臂烷的饅構象構象叮：指瞧具有唯一定摘構型義的化憶合物掌分子瘋中的速原子神或基剖團,由于搖圍繞纖碳–碳單洽鍵的駐旋轉掏而產起生的凍在空猾間的紀不同蹄排列墓式。1乙烷公的構曬象交叉率式重疊毅式凱庫躺勒模件型鋸架(透視)式紐曼(投影)式凱庫泛勒模頌型HHHHHHHHHHHH24能量險分析拋：2H之間雕的距估離：0.槍25作0n山m林0.沉22躺9n補m2H原子愚的范鑼德華念半徑愁之和炎：0.飼24億nm交叉屋式：0.振25譜0n叔m置>均0.洽24犯nm無范爆氏張態(tài)力0.鄙22戴9n雹m<巷0.悔24鼓nm有范際氏張欠力重迭顛式：25乙烷循分子易的構鑄象穩(wěn)被定性愚和內李能變陣化構象旨的穩(wěn)因定性煙與內抱能有泛關.內能劑低,穩(wěn)定;內能鎮(zhèn)高,不穩(wěn)趴定。劍內能伸最低胡的穩(wěn)詢定構佩象稱瓣優(yōu)勢蠟構象草。穩(wěn)定袖性：鞋交叉要式>重疊攀式乙烷唉的優(yōu)辨勢構遇象是軌交叉承式。>>扭轉掃能：轟使構潤象之蠅間轉侄化所調需要樹的能長量。26乙烷喘的構纖象勢罩能圖27紐曼(投影)式的茫寫法2.丁烷歪的構給象丁烷席有四情種構溫象:全重絞迭式,部分私重迭獎式,鄰位撒交叉琴式,全交候叉式2860度60度60度60度60度60度全交要叉式部分治重迭掏式鄰位拜交叉昂式部分客重迭其式鄰位兩交叉花式全重譯迭式292丁烷爛各種鞏構象誘的內旱能變瘦化30相對島能量用：全重咬迭式善＞紐奉部牢分重訪迭式拿＞壇鄰綠位交房誠叉式澡＞全蛛交叉尸式（順種迭式鞏）溪（反逝錯式咱）煎（掛順錯爪式）忠（塘反迭加式）極少撈極插少32紹%駝6罪8%CH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3HHHHH3C順迭式順

錯

式（1）、（2）、全重畝迭式鄰位隨交叉餓式部分術重迭拿式全交狠叉式31物理土性質旦包括折：外延觀點：狀面態(tài)、五顏色銀、氣狼味、彩味道盼。物理屢常數(shù):熔點跟（m.穴p.）、沸點柄（b.否p.）、密度全（d）、折光忽率（nD）、比旋謙光度津偶浸極矩濾（μ）溶解捕度等2、根淘據(jù)物閥理性漸質來蒸分離慶提純槍化合廊物1、用黑來鑒肉別化揭合物得或判劣別化棚合物魯?shù)募兞６纫?、釘研究皮物理噸性質蠟的意晚義2.合5烷烴邪的物扔理性辛質32二、凱烷烴俊的物革理性孫質1、熔脾點（m.考p）分子旨熔點滋的高搶低取寨決于際分子差間的縣作用劇力和雷晶格匠堆積良的密繡集度.烷烴眠分子擺之間每只有音極弱膊的色慮散力竟。(1踢)隨分殼子量釘?shù)脑鰞?yōu)大而匙升高脾。(C1-C4不規(guī)王則)。(2夠)分子棄量相贊同時,分子兇的對譯稱性勿越好,m.丸p越高招。2、沸傷點（b.知p）⑴、烷烴露為非基極性掌分子,一般b.奇p都較源低⑵、隨分券子量街的增賊大而宇升高⑶、分子且量相予同時,支鏈血越多,b.走p越低33正、待異、溝新、進戊烷那熔點磨、沸格點的漿比較儲：b.伯p/溜℃：36豆28既9.賺5m.悠p/伏℃：-1尋30鄰-柜16姨0賭-蘇17343、密必度：貧小便于1。暴在0.捎46芬6–贏0.塘81許2之間嚴。4、偶輪極矩:分子株之間括只有價極弱室的色祥散力,分子焦沒有里極性怖或僅爐有極魄弱的乓極性.正烷息烴的寨偶極晃矩都徑等于宏零(μ敢=秤0)。5、溶賴解度:不溶宇于水話易溶憐于非島極性鏡溶劑,如苯醋、四刊氯化羞碳等膚。2.性6烷烴烈的化脈學性發(fā)質烷烴教的結止構特貞點與咬反應總活性押：1、烷烴黨分子隙中的滋鍵強影度大觸，鍵臉能高伯不易房誠斷裂桿。C–廁—首C逐C畏–—完H34互5.毛6泳4沉15理.5（KJ味/m堅ol）2、烷偽烴分愈子中怎電子艙云密倆度分削布均譜勻，緞因而童不易安接受臥富電勉子或輩缺電銳子試掀劑的春進攻枯。35故：泳烷烴跳化學珠性質找不活紡潑，躍室溫葛下與育強疫酸、籃強堿聲、強文氧化該劑、腥強還狡原劑準不發(fā)添生反登應。但烷羨烴在累高溫退或光港照下鞏能夠條進行閘反應餡。1．氯偏代反詞應——(連鎖沒反應祖或鏈損式反礙應)產物賊是各屬種氯顆代甲嫩烷的駁混合弓物氟代花反應至太劇應烈，園以爆聯(lián)炸式則進行悉，難義以控美制，媽碘原賭子不惱活潑銀使取滴代反臉應難熊以發(fā)皺生，業(yè)故由烷烴數(shù)的鹵護代反僻應通耗常是紅指氯淚代和關溴代帥反應膏。反應什活性體：F俱>>Cl>野Br杰>蚊>動I36甲烷員氯化怠機理-自由厲基機峰理鏈引渴發(fā)+.ClClhυ

或Δ

Cl.Cl+242.4kJmol-1

鏈增遠長Cl+CH4HCl+CH3..+4.2kJmol-1Cl+CH3.+Cl2CH3Cl.-108.7kJmol-1鏈終民止+CH3..ClCH3ClCH3.+.CH3CH3CH3特征:在光液照、泉加熱看或催研化劑片存在糟的條缺件下剩進行;有自倚由基村中間返體生討成（打均裂絹反應坐）;如有該氧或資一些飛能捕池捉自裁由基彼的雜初質存護在，賀反應粉有一贏個誘蔬導期識，誘啞導期展長短坊與這種些雜艇質的強多少屑有關帝。（影阻抑下劑）37甲烷裂氯代廣反應埋過程壁勢能進變化加圖38其它窮烷烴旗的鹵墓代反咐應中間長體自吧由基垂穩(wěn)定傘性