有机化学电子教案-烷烃.ppt课件.ppt

1、exit2感谢你的观看2019年8月23本章提纲本章提纲第一节第一节 烷烃的同系列和异构烷烃的同系列和异构 第二节第二节 烷烃的命名烷烃的命名第三节第三节 烷烃的构象烷烃的构象第四节第四节 烷烃的物理性质烷烃的物理性质第五节第五节 烷烃的反应烷烃的反应 第六节第六节 烷烃的氯化烷烃的氯化第七节第七节 烷烃的来源和用途烷烃的来源和用途3感谢你的观看2019年8月23v由碳和氢两种元素形成的有机物叫做由碳和氢两种元素形成的有机物叫做烃烃，也叫也叫碳氢化合物碳氢化合物。根据分子中的碳架，可。根据分子中的碳架，可以把烃分成开链烃（脂肪烃）与环烃两大以把烃分成开链烃（脂肪烃）与环烃两大类。类。v根据分子

2、中碳原子间的结合方式，又可分根据分子中碳原子间的结合方式，又可分为饱和烃和不饱和烃。为饱和烃和不饱和烃。v开链的开链的饱和饱和烃叫做烃叫做烷烃烷烃。4感谢你的观看2019年8月23甲烷乙烷戊烷5感谢你的观看2019年8月232.1 烷烃的同系列和异构烷烃的同系列和异构 2.1.1 2.1.1 烷烃同系列：烷烃同系列：v具有同一通式、结构和性质相似、相互间相差一个具有同一通式、结构和性质相似、相互间相差一个或几个或几个CHCH2 2的一系列化合物。同系列中的各个化合物的一系列化合物。同系列中的各个化合物互为互为同系物同系物。相邻同系物之间的差。相邻同系物之间的差CHCH2 2叫做叫做同系差同系差

3、。同系列是有机化学中的普遍现象，同系列中各个同系列是有机化学中的普遍现象，同系列中各个同同系物系物（特别是高级同系物）具有相似的结构和性质（特别是高级同系物）具有相似的结构和性质. .6感谢你的观看2019年8月232.1 烷烃的同系列和异构烷烃的同系列和异构CHHHHCHCHHHHHCHCHHHHHnCHCHHHCHHHCHHH这些异构体的通式为这些异构体的通式为Cn nH2 2n n+2+2相互为构造异构相互为构造异构体，也是同分异构体。体，也是同分异构体。通系差为：通系差为： Cn nH2 2n n7感谢你的观看2019年8月23 分子式相同，原子互相连接的次序和方式不同分子式相同，原子

4、互相连接的次序和方式不同的化合物叫的化合物叫。它们的性质，如熔点、沸。它们的性质，如熔点、沸点有差别。点有差别。 正丁烷正丁烷 异丁烷异丁烷CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3CH3熔点熔点 -135 -145沸点沸点 -0.5 -11.7异构体数目随碳原子数目增加而增加，如异构体数目随碳原子数目增加而增加，如15个碳的异个碳的异构体数目为构体数目为4347。2.1 烷烃的同系列和异构烷烃的同系列和异构2.1.2 烷烃的异构烷烃的异构8感谢你的观看2019年8月23碳架异构体碳架异构体位置异构体位置异构体官能团异构体官能团异构体互变异构体互变异构体价键异构体价键异构体构型异构体构型异构体

5、构象异构体构象异构体顺反异构体（几何）顺反异构体（几何）旋光异构体（对映）旋光异构体（对映）交叉式构象交叉式构象重叠式构象重叠式构象构造异构体构造异构体 同分异构体同分异构体（结构异构体）（结构异构体）立体异构体立体异构体电子互变异构体电子互变异构体* 分子式相同分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体结构不同的化合物称为同分异构体, 也叫结构异构体也叫结构异构体 9感谢你的观看2019年8月232.1.3 烷烃的结构烷烃的结构* *1 1 电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固。电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固。* *2 2 电子云呈对称分布，不宜变形。电子云呈对称分布，不

6、宜变形。 * *3 3 键旋转时不会破坏电子云的重叠，所以键旋转时不会破坏电子云的重叠，所以 键可以自键可以自由旋转。由旋转。在化学中，将两个轨道沿着轨道对称轴在化学中，将两个轨道沿着轨道对称轴方向重叠形成的键叫方向重叠形成的键叫 键。键。 键的特点键的特点键的定义键的定义2.1 烷烃的同系列和异构烷烃的同系列和异构10感谢你的观看2019年8月23 一一. 系统命名法系统命名法 ： IUPAC CCS (China Chemical Society) CA 2.1.1 直链烷烃的命名直链烷烃的命名: 含含10个碳原子以内的直链烷烃个碳原子以内的直链烷烃, 从从1-10依次用依次用天干名称甲、

7、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、天干名称甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸加上烷来命名癸加上烷来命名; 而含碳原子而含碳原子10个以上的直链烷烃个以上的直链烷烃, 用数目加上烷来命名。用数目加上烷来命名。2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名11感谢你的观看2019年8月232.2.2 支链烷烃的命名支链烷烃的命名2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名. .在分子中选择一个最长的碳链作主链，根据在分子中选择一个最长的碳链作主链，根据主链所含的碳原子数叫做某烷。主链以外的其它主链所含的碳原子数叫做某烷。主链以外的其它烷基看做主链上的取代基，同一分子中若有两条烷基看做主链上的取代基，同一分子中若有

8、两条以上等长的主链时，则应选取分支最多的碳链作以上等长的主链时，则应选取分支最多的碳链作主链。例如：主链。例如： CH3CH2CH2 CH CH2CH3CH3_CH CH3_CH CH3_CH3CH3CH2CH2 CH CH2CH31212感谢你的观看2019年8月232.2.2 支链烷烃的命名支链烷烃的命名2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名.由距离支链最近的一端开始，将主链上的碳原子用阿拉伯数字编号。将支链的位置和名称写在母体名称的前面，阿拉伯数字和汉字之间必须加一半字线隔开。例如：CH3CH2CH2CHCH2CH3CH31234563-甲基丁烷13感谢你的观看2019年8月232.2

9、.2 支链烷烃的命名支链烷烃的命名2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名.如果含有几个相同的取代基时，要把它们合并起来。取代基的数目用二、三、四表示，写在取代基的前面，其位次必须逐个注明，位次的数字之间要用逗号隔开。例如： 2，2，3-三甲基己烷三甲基己烷CH3CH3CH3CH3CH2CH2CCHCH314感谢你的观看2019年8月232.2.2 支链烷烃的命名支链烷烃的命名2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名.如果含有几个不同取代基时，取代基排列的顺序，是将“次序规则”（见第二章第一节）所定的“较优”基团列在后面。几种烃基的优先次序为(CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2CH2

10、 CH3CH2 CH3 CH2CH3 CHCHCH2CH2CH3CH3CH32-甲基-4-乙基己烷15感谢你的观看2019年8月232.2.2 支链烷烃的命名支链烷烃的命名2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名.当主链上有几个取代基，并有几种编号的可能时，应当选取取代基具有“最低系列”的那种编号。所谓“最低系列”指的是碳链以不同方向编号，得到两种或两种以上的不同编号的系列，则逐次比较各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者，定为“最低系列”。例如：CH3 CHCH2CH2CH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH2CH CHCHCH3CH312345678910112，3，7，7，8，10-六

11、甲基十一烷（而不是2，4，5，5，9，10-六甲基十一烷）16感谢你的观看2019年8月23*1 碳原子的级碳原子的级1oH 2oH 3oH 1oC 2oC 3oC 4oC (伯伯) (仲仲) (叔叔) (季季)H3CCCH3CH3CH2CHCH3CH3与一个碳原子相连的碳为一级碳原子；与一个碳原子相连的碳为一级碳原子；与二个碳原子相连的碳为二级碳原子；与二个碳原子相连的碳为二级碳原子；与三个碳原子相连的碳为三级碳原子；与三个碳原子相连的碳为三级碳原子；与四个碳原子相连的碳为四级碳原子。与四个碳原子相连的碳为四级碳原子。2.2.2 支链烷烃的命名支链烷烃的命名2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃

12、的命名17感谢你的观看2019年8月23第一条第一条规则规则：将各种取代基的连接原子，按原子序数的大小排列，将各种取代基的连接原子，按原子序数的大小排列，原子序数大的顺序在前。若为同位素，则质量数高原子序数大的顺序在前。若为同位素，则质量数高的顺序在前。的顺序在前。*3 顺序规则顺序规则I Br Cl F O N C D H不同原子按原子序数排列不同原子按原子序数排列同位素按质量同位素按质量数由高到低的数由高到低的顺序排列顺序排列各种原子或取代基按先后次序排列的各种原子或取代基按先后次序排列的规则称为顺序规则。规则称为顺序规则。2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名18感谢你的观看2019年

13、8月23CHOHHCHCCCClHHHHHHHCHCCCHHHHHHHHHHHOCH2CH2CHCH3CH3CH2CHCH3CH2Cl1234第二条规则第二条规则 若多原子基团的第一个连接原子相若多原子基团的第一个连接原子相同，则比较与它相连的其它原子，先同，则比较与它相连的其它原子，先比较原子序数最大的原子，再比较第比较原子序数最大的原子，再比较第二大的，依次类推。若第二层次的原二大的，依次类推。若第二层次的原子仍相同，则沿取代链依次相比，直子仍相同，则沿取代链依次相比，直至比出大小为至。至比出大小为至。1 2 3 42.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名19感谢你的观看2019年8月23

14、第三条规则第三条规则含不饱和键时排列顺序大小的规则：连有双键或叁含不饱和键时排列顺序大小的规则：连有双键或叁键的原子可以认为连有两个或三个相同的原子。键的原子可以认为连有两个或三个相同的原子。CCH CHCH2CH(CH3)2CCCCCHHHHHCCCHHHHHHHCCCCCHCCCCCHH2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名20感谢你的观看2019年8月23构型构型 + 取代基取代基 + 母体母体R, S; D, L; Z, E; 顺顺,反反取代基位置号取代基位置号 + 个数个数 + 名称名称(有多个取代基时，中文按顺有多个取代基时，中文按顺序规则确定次序，小的在前。序规则确定次序，小的

15、在前。英文按英文字母顺序排列英文按英文字母顺序排列)官能团位置号官能团位置号+名称名称(没有官能团时没有官能团时不涉及位置号不涉及位置号) iso, neo 参加比较参加比较 i（异）（异）, n-（正）（正）, sec（二级）（二级）, tert（三级）（三级）, cis（顺）（顺）, trans（反）（反）, di（二个）（二个）, tri（三个）（三个）, tetra（四个）不（四个）不参加比较参加比较 。*4 有机化合物系统命名的基本格式有机化合物系统命名的基本格式2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名21感谢你的观看2019年8月23（A） 确定主链：确定主链： 链的长短链的长短（

16、长的优先），（长的优先），侧链数目侧链数目（多的优先（多的优先), 侧链位次大小侧链位次大小（小的优先），（小的优先），各侧链碳原子数各侧链碳原子数（多（多的优先）的优先），侧分支的多少侧分支的多少（少的优先）。（少的优先）。（B） 编号：按编号：按最低系列原则最低系列原则编号。编号。 最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止。若有多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止。（C） 按名称基本格式写出全名。按名称基本格式写出全名。*5 命名步骤命名步骤2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名22感谢你的观看201

17、9年8月233. 命命 名名: 中文名称：中文名称：2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷 英文名称：英文名称：2,3,5-trimethylhexane实例一实例一CH3CHCH2CHCHCH3CH3CH3H3C6 5 4 3 2 1 2, 3, 51 2 3 4 5 6 2, 4, 52 编编 号号: 第一行第一行 取代基编号为取代基编号为2, 4, 5; 第二行第二行 取代基编号为取代基编号为2, 3, 5; 根据最低系列原则根据最低系列原则, 用第二行编号用第二行编号。1 确定主链确定主链: 最长链为主链。最长链为主链。2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名23感谢你的观看2019年8月2

18、31 确定主链：确定主链： 有两个等长的最长链。有两个等长的最长链。 比侧链数比侧链数: 一长链有四个侧链，另一长链有一长链有四个侧链，另一长链有二个二个 侧链侧链，多的优先。，多的优先。2 编编 号：号： 第二行取代基编号第二行取代基编号2,3,4,5; 第一行第一行取代基编号取代基编号 4,5,6,7。根据最低系列原则根据最低系列原则, 选第二行编号选第二行编号3 命命 名：名： 中文名称：中文名称： 2,3,5-三甲基三甲基-4-丙基辛烷丙基辛烷 英文名称：英文名称： 2,3,5-trimethyl-4-n-propyloctane实例二实例二2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名24

19、感谢你的观看2019年8月23CH3CH2CHCHCH2CHCH3CH3CH2CHCH3CH3CH3765321423456715671 确定主链：有两根等长的主链，侧链数均为三个。确定主链：有两根等长的主链，侧链数均为三个。 一长链侧链位次为一长链侧链位次为2,4,5; 而另一长链而另一长链侧链位次侧链位次 为为3,4,6, 小的优先。小的优先。2 编编 号：黑色编号侧链位次号：黑色编号侧链位次2,4,5;蓝色编号侧链位次蓝色编号侧链位次3,4,6。按最底系列原按最底系列原 则选黑色编号。则选黑色编号。3命名：中文命名命名：中文命名: 2,5-二甲基二甲基-4-异丁基庚烷异丁基庚烷; 或或

20、2,5-二甲基二甲基-4-(2-甲丙基甲丙基)庚烷庚烷 英文命名英文命名: 4-isobutyl-2,5-dimethylheptane;或或 2,5-dimethyl-4-(2-methylpropyl)heptane实例三实例三2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名25感谢你的观看2019年8月23CH3CH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CHCH2CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH2CH3CH2CHCH2CHCH2CH313 12 11 10987654321123456789 1011 12 1389 1011 12131 确定主链：确定主链： 有两根等长的最长链。侧

21、链数均为有两根等长的最长链。侧链数均为5。侧链的位次均为。侧链的位次均为3，5，7，9，11。2 编编 号：第二行编号和第一行编号取代基位次等同号：第二行编号和第一行编号取代基位次等同(均为均为3,5,7,9,11)，此，此时用最低时用最低 系列原则无法确定选那一种编号，则用下面方法确定编系列原则无法确定选那一种编号，则用下面方法确定编号。号。中文，让顺中文，让顺 序规则中顺序较小的基团位次尽可能小，所以，取序规则中顺序较小的基团位次尽可能小，所以，取第第二行二行字编号。字编号。英英 文，按英文字母顺序，让字母排在前面的基团位次尽文，按英文字母顺序，让字母排在前面的基团位次尽可能小，所以取可能

22、小，所以取 第一行第一行编号。编号。3 命命 名：中文名：中文 3,5,9-三甲基三甲基-11-乙基乙基-7-(2,4-二甲基己基二甲基己基)十三烷十三烷 英文英文 7-(2,4-dimethylhexyl)-3-ethyl-5,9,11-trimethyltridecane实实例例四四2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名26感谢你的观看2019年8月23CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CH3CCH2H二、习惯命名法（也称普通命名法）二、习惯命名法（也称普通命名法）（异戊烷）（异戊烷）习惯命名法命名直链烷烃

23、习惯命名法命名直链烷烃时，与系统命名法相同。时，与系统命名法相同。习惯命名法命名有支链的习惯命名法命名有支链的烷烃时，一般只适合于简烷烃时，一般只适合于简单的烷烃。单的烷烃。（正丁烷）（正丁烷）（异丁烷）（异丁烷）（正戊烷）（正戊烷）（新戊烷）（新戊烷）2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名27感谢你的观看2019年8月23CH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH异辛烷异辛烷异辛烷中的异不符合命名的规定，是一个特例。异辛烷中的异不符合命名的规定，是一个特例。2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名28感谢你的观看2019年8月23二甲基，正丙基，异丙基二甲基，正丙基，异丙基甲烷甲烷CH3C

24、HCH3CH3CH3CCH2CH2CH3甲烷又称沼气甲烷又称沼气三、衍生物命名法三、衍生物命名法以甲烷为母体以甲烷为母体, 其它部分都作为其它部分都作为取代基来命名取代基来命名. (一般总是选连有一般总是选连有烷基最多的碳原烷基最多的碳原子作为甲烷的碳子作为甲烷的碳原子原子)四四. 俗名（通常根据来源命名）俗名（通常根据来源命名）2.2 2.2 链烷烃的命名链烷烃的命名29感谢你的观看2019年8月232.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象 构构 象象一个已知构型的分子，一个已知构型的分子，仅由于单键的旋转而仅由于单键的旋转而引起分子中的原子或引起分子中的原子或基团在空间的特定排基团在空间的

25、特定排列形式称为构象。列形式称为构象。 构象异构体构象异构体单键旋转时会产单键旋转时会产生无数个构象，生无数个构象，这些构象互为构这些构象互为构象异构体（或称象异构体（或称旋转异构体）。旋转异构体）。一、一、 碳架异构体碳架异构体 二、二、 构象异构体构象异构体 三、三、 旋光异构体旋光异构体2.3.1 单键的自由旋转单键的自由旋转30感谢你的观看2019年8月23(1) 两面角两面角 单键旋转时，相邻碳上的其他键单键旋转时，相邻碳上的其他键会交叉成一定的角度会交叉成一定的角度( ( ) )，称为两，称为两面角。面角。两面角为两面角为0 0 时的构象为重叠式构象。时的构象为重叠式构象。两面角为

26、两面角为6060 时的构象为交叉式构象。时的构象为交叉式构象。两面角在两面角在0-600-60o o之间的构象称为扭曲式构象。之间的构象称为扭曲式构象。HH 2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象2.3.2 构象构象31感谢你的观看2019年8月23 既然单键能够自由旋转，就用不着考虑构象，既然单键能够自由旋转，就用不着考虑构象，这种思想一直持续到这种思想一直持续到2020世纪世纪3030年代。以后的实验年代。以后的实验事实表明事实表明单键的旋转不是完全自由的。单键的旋转不是完全自由的。19341934年日年日本化学家本化学家Mitzushima Mitzushima S S在研究在研究1,

27、2-1,2-二氯乙烷的偶二氯乙烷的偶极距和极距和RamanRaman光谱时，得出结论：重叠式构象和光谱时，得出结论：重叠式构象和交叉式构象的存在及区分。交叉式构象的存在及区分。2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象2.3.3 单键的旋转不是完全自由的单键的旋转不是完全自由的32感谢你的观看2019年8月23伞式伞式 锯架式锯架式 纽曼式纽曼式交叉式构象交叉式构象重重叠叠式构象式构象HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物2.3.4 乙烷的构象乙烷的构象2.3 链烷烃

28、的异构现象链烷烃的异构现象33感谢你的观看2019年8月232.3.4 乙烷交叉式构象与重乙烷交叉式构象与重叠叠式构象的能量分析式构象的能量分析C-H 键长键长C-C 键长键长 键键 角角 两面角两面角两氢相距两氢相距110.7 pm154 pm109.3o60o250 pm110.7 pm154 pm109.3o0o229 pm250 pm 240 pm 229 pmE重叠重叠 E交叉交叉 E=12.1KJmol-1每个每个C-H、C-H重叠的能量约重叠的能量约为为4 KJ mol-1当二个氢原子的间距少于当二个氢原子的间距少于240pm（即二个氢原子的半径和）时，氢原子之（即二个氢原子的半

29、径和）时，氢原子之间会产生排斥力，从而使分子内能增高，所以重叠式比交叉式内能高。间会产生排斥力，从而使分子内能增高，所以重叠式比交叉式内能高。2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象34感谢你的观看2019年8月2312.1 KJ0 KJ060180300360能量旋转角乙烷乙烷构象势能关系图构象势能关系图 以单键的旋转角度为横坐标，以单键的旋转角度为横坐标，以各种构象的势能为纵坐标。如以各种构象的势能为纵坐标。如果将单键旋转果将单键旋转360度，就可以画出度，就可以画出一条构象的势能曲线。由势能曲一条构象的势能曲线。由势能曲线与坐标共同组成的图为构象的线与坐标共同组成的图为构象的势能关系图。

30、势能关系图。稳定构象稳定构象位于势能曲线谷位于势能曲线谷底的构象底的构象非键连相互作用非键连相互作用不直接相连的原子不直接相连的原子间的排斥力。间的排斥力。转动能垒转动能垒 分子由一个稳定的交叉式构分子由一个稳定的交叉式构象转为一个不稳定的重叠式象转为一个不稳定的重叠式构象所必须的最低能量。构象所必须的最低能量。（2525时转速达时转速达10101111次次/ /秒）秒） 扭转张力扭转张力 非稳定构象具有恢复成稳非稳定构象具有恢复成稳定构象的力量定构象的力量；2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象35感谢你的观看2019年8月232.3.5 丁烷交叉式构象与重丁烷交叉式构象与重叠叠式构象式构

31、象2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象 CH3CH3HHCH3HHCH3CH3HHHHCH3HCH3HHHHCH3HH HCH3HH HHH3CCH3CH3HHHH转60。转60。转60。转60。转60。转60。转60。（）全重叠式）全重叠式 （）邻位交叉式）邻位交叉式 （）部分重叠式）部分重叠式 （）对位交叉式）对位交叉式 （）部分重叠式）部分重叠式 （）邻位交叉式）邻位交叉式36感谢你的观看2019年8月232.3.5 2.3.5 正丁烷的构象正丁烷的构象+（1 1） 正丁烷的极限构象及符号说明正丁烷的极限构象及符号说明SaPPCC+SC-SC-aC+aC+SP-SP-aP+aPAB+

32、 顺时针转动顺时针转动- 逆时针转动逆时针转动S 顺（旋转角顺（旋转角 90 o）a 反（旋转角反（旋转角 90o ） P 重叠重叠 C 错错 _ SP (顺叠顺叠) SC (顺错顺错) aC (反错反错) aP (反叠反叠)2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象37感谢你的观看2019年8月23CH3H3CHHHHCH3CH3HHHHH3CH3CHHHH246CH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHH135712345670o6 0o1 2 0o1 8 0o2 4 003 0 0o3 6 0o0 K J3 .8 K J 1 4 .6 K J2 2 .6

33、 K J能能量量旋转角旋转角4 全重叠全重叠2，6 部分重叠部分重叠3，5 邻位交叉邻位交叉1=7 对位交叉对位交叉2, 4, 6 是不稳定构象，是不稳定构象，1, 3, 5, 7 是稳定构象。是稳定构象。1=7 是优势构象（能量是优势构象（能量最低的稳定构象称为优最低的稳定构象称为优势构象）势构象）沿沿C2-C3键轴旋键轴旋转的转动能垒转的转动能垒 22.6 kJmol-1（2 2）正丁烷的构象势能关系图）正丁烷的构象势能关系图2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象38感谢你的观看2019年8月23 构象分布构象分布在达到平衡状态时，在达到平衡状态时，各种构象在整个构象各种构象在整个构象中

34、所占的比例称为构中所占的比例称为构象分布。象分布。CH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHH15 %15 %70 % 能能 量量 计计 算算C-H， C-H 重叠，重叠， 4 kJ / molC-CH3， C-CH3邻交叉，邻交叉，3.8 kJ / molC-CH3， C-CH3重叠，重叠， 22.6 - 8 = 14.6 kJ / molC-CH3， C-H 重叠，重叠， (14.6-4)/2 = 5.3 kJ / mol（3） 正丁烷的构象分布和能量计算正丁烷的构象分布和能量计算分子总是倾向分子总是倾向于以稳定的构于以稳定的构象形式存在象形式存在2.3 链烷烃的异构现象链

35、烷烃的异构现象39感谢你的观看2019年8月233. 丙烷的构象丙烷的构象E=4+4+5.3=13.3KJmol-1HCH3HHHHHH3CHHHH交叉式交叉式 重叠式重叠式 丙烷只有二种极限构象，一种是重叠式构象，另丙烷只有二种极限构象，一种是重叠式构象，另一种是交叉式构象。二种构象的能差一种是交叉式构象。二种构象的能差13.3kJmol-1。2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象40感谢你的观看2019年8月23高级烷烃的碳链呈锯齿形高级烷烃的碳链呈锯齿形HHHHHHHHHHHH 由于分子主要以交叉式构象的形式存在，由于分子主要以交叉式构象的形式存在，所以高级烷烃的碳链呈所以高级烷烃的碳

36、链呈锯齿形。锯齿形。2.3 链烷烃的异构现象链烷烃的异构现象41感谢你的观看2019年8月232.4 烷烃的物理性质烷烃的物理性质t外外 观：观： 状态，状态， 颜色，颜色， 气味气味物理常数：物理常数： 沸点（沸点（b.p.)熔点（熔点（m.p.) 折光率折光率(n)旋光度旋光度 密度（密度（D） 溶解度溶解度 偶极矩（偶极矩（） =qd 光谱特征光谱特征42感谢你的观看2019年8月23烷烃熔点的特点烷烃熔点的特点 （1）随相对分子质量增大而）随相对分子质量增大而增大。增大。 （2）偶数碳烷烃比奇数碳烷）偶数碳烷烃比奇数碳烷烃的熔点升高值烃的熔点升高值 大（如右大（如右图）。图）。（3）

37、相对分子质量相同的烷相对分子质量相同的烷 烃，叉链增多，熔点下降。烃，叉链增多，熔点下降。奇数碳奇数碳偶数碳偶数碳取决于分子间的作用力和晶格堆积的密集度。取决于分子间的作用力和晶格堆积的密集度。2.4.1 熔点熔点2.4 烷烃的物理性质烷烃的物理性质43感谢你的观看2019年8月23烷烃的密度均小于烷烃的密度均小于1（0.424-0.780)偶极矩均为偶极矩均为0。烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂.沸点大小沸点大小取决于分子间的作用力取决于分子间的作用力 烷烃沸点的特点烷烃沸点的特点（1 1）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。（2

38、）随相对分子质量增大而增大（运动能量增大，）随相对分子质量增大而增大（运动能量增大，范德华引力增大）。范德华引力增大）。（3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链多，分子不易接近）多，分子不易接近）2.4.3 密度密度2.4.4 饱和烃的偶极矩饱和烃的偶极矩2.4.5 溶解度溶解度2.4.2 沸点沸点2.4 烷烃的物理性质烷烃的物理性质44感谢你的观看2019年8月23一、一、 总体特点总体特点 二、二、 烷烃的燃烧烷烃的燃烧 三、三、 烷烃的热解烷烃的热解 2.5 烷烃的反应烷烃的反应1. 1. 稳定。对强酸，强碱，强氧化剂，强还原剂稳定。对强酸

39、，强碱，强氧化剂，强还原剂都不发生反应。都不发生反应。2. 2. 烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。一、一、 总体特点总体特点2.5 烷烃的反应烷烃的反应46感谢你的观看2019年8月23CnH2n+2 +3n+12O2CO2 + (n+1)H2O2.5 烷烃的反应烷烃的反应2.5.1 烷烃的燃烧烷烃的燃烧 47感谢你的观看2019年8月232.5 烷烃的反应烷烃的反应2.5.2 烷烃的热解 烷烃在隔绝空气的条件下进行的分解叫热裂反应。烷烃在隔绝空气的条件下进行的分解叫热裂反应。CH4CH3CH2CH2CH3CH2=CHCH2CH3CH3CH=CH

40、CH3CH2=CHCH3CH2=CH2CH3CH3+ H2热裂烷烃的热裂是一个复杂的反应。烷烃热裂可生成小分子烃，也可脱氢转变为烯烃和氢。48感谢你的观看2019年8月231. 1. 自由基自由基 一级碳自由基一级碳自由基定义：带有孤电子的原子或原子团称为自由基。碳定义：带有孤电子的原子或原子团称为自由基。碳自由基：含有孤电子碳的体系称为碳自由基。自由基：含有孤电子碳的体系称为碳自由基。CH3CH2CH3CHCH3CH3CCH3CH3三级碳自由基三级碳自由基二级碳自由基二级碳自由基自由基的结构特点：有三种可能的结构；（自由基的结构特点：有三种可能的结构；（1）刚性角锥体，）刚性角锥体，（2）迅

41、速翻转的角锥体，（）迅速翻转的角锥体，（3）平面型。如下图：）平面型。如下图：CCC2.5 烷烃的反应烷烃的反应49感谢你的观看2019年8月23自由基的产生自由基的产生热均裂产生热均裂产生辐射均裂产生辐射均裂产生单电子转移的氧化还原反应产生单电子转移的氧化还原反应产生光光H2O2 + Fe2+ HO + HO- + Fe3+ RCOO- RCOO -e-电解电解2.5 烷烃的反应烷烃的反应50感谢你的观看2019年8月23自由基的稳定性自由基的稳定性 H=359.8kJ/mol (88kcal/mol)苯甲基自由基苯甲基自由基 烯丙基自由基烯丙基自由基 三级丁基自由基三级丁基自由基 异丙基自

42、由异丙基自由基基乙基自由基乙基自由基 甲基自由基甲基自由基 苯基自由基苯基自由基共价键均裂时所需的能量称为键解离能。共价键均裂时所需的能量称为键解离能。键解离能越小，形成的自由基越稳定。键解离能越小，形成的自由基越稳定。均裂均裂CH2CHCH2HCH2CHCH2HCH2 CH2CHCH2 (CH3)3C (CH3)2CH CH3CH2 CH3 2.5 烷烃的反应烷烃的反应51感谢你的观看2019年8月23两点说明两点说明影响自由基稳定性影响自由基稳定性的因素是很多的，如：的因素是很多的，如： 电子离域，空间阻碍，电子离域，空间阻碍，螯合作用和邻位原子螯合作用和邻位原子的性质等；的性质等； 碳自

43、由基的最外层为碳自由基的最外层为七个电子，反应时总要七个电子，反应时总要寻找另外的电子来达到寻找另外的电子来达到八隅体结构，所以是亲八隅体结构，所以是亲电的。电的。2.5 烷烃的反应烷烃的反应52感谢你的观看2019年8月23卤代反应卤代反应分子中的原子或分子中的原子或基团被卤原子取基团被卤原子取代的反应称为卤代的反应称为卤代反应。代反应。2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化取代反应取代反应分子中的原子或基分子中的原子或基团被其它原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为团取代的反应称为取代反应取代反应。53感谢你的观看2019年8月232.6.1 甲烷的氯化甲烷的氯化反应式反应式CH4 + Cl2 C

44、H3Cl + HClhv2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化 CH3Cl+Cl2 CH2Cl2 +HCl CH2Cl2+Cl2CHCl3 +HCl CHCl3+Cl2 CCl4 +HCl 54感谢你的观看2019年8月232.6.1.1 甲烷的氯化反应的机理甲烷的氯化反应的机理反应式反应式反应机理（反应过程的详细描述）反应机理（反应过程的详细描述）链引发链引发链增长链增长链终止链终止 H= 7. 5KJ/mol Ea=16.7 KJ/mol H= -112. 9 KJ/mol Ea=8. 3 KJ/molCH4 + Cl2 CH3Cl + HClhvCl2 2ClhvCl + Cl Cl2CH3 +

45、CH3 H3CCH3Cl + CH3 H3CClCl2 CH3Cl + ClCH3 +CH4 + Cl CH3 + HCl2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化55感谢你的观看2019年8月231) 第一步反应的活化能比较大，是速控步骤。第一步反应的活化能比较大，是速控步骤。2) 第二步反应利于平衡的移动。第二步反应利于平衡的移动。3) 反应反应 1 吸热，反应吸热，反应 2 放热，总反应放热，所以反放热，总反应放热，所以反应只需开始时供热。应只需开始时供热。4) 过渡态的结构与中间体（中间体是自由基）相似，过渡态的结构与中间体（中间体是自由基）相似， 所以过渡态的稳定性顺序与自由基稳定性顺序一致。所以

46、过渡态的稳定性顺序与自由基稳定性顺序一致。 推论：推论：3oH最易被取代，最易被取代，2oH次之，次之，1oH最难被取代。最难被取代。 2.6.1.2 甲烷甲烷氯化氯化反应势能图反应势能图的分析的分析2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化56感谢你的观看2019年8月231、 该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。2、 该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，不适宜制备二氯甲烷和三氯甲烷。不适宜制备二氯甲烷和三氯甲烷。3、 无取代基的环烷烃的一氯化反应也可以用相无取代基的环烷烃的一氯化反应也可以用相应方法应方法 制备，制备，C

47、(CH3)4的一氯化反应也能用此方的一氯化反应也能用此方法制备。法制备。（1） 甲烷氯化反应的适用范围甲烷氯化反应的适用范围CH4Cl2300-400oor hvCH3ClCl2hvCH2Cl2Cl2hvCHCl3Cl2hvCCl4+HCl+HCl+HCl+HCl2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化57感谢你的观看2019年8月23 X + CH3-H CH3 + H-XFCl BrI439.3568.2431.8366.1298.3-128.9+7.5+73.2+141H (KJ/mol)Ea (KJ/mol) +4.2 +16.7 +75.3 +141总反应热总反应热(KJ/moL)： F(-42

48、6.8) Cl(-104.6) Br(-30.96) I(53.97)1. 氟化反应难以控制。氟化反应难以控制。2. 碘化反应一般不用。碘自由基是不活泼的自由基。碘化反应一般不用。碘自由基是不活泼的自由基。3. 氯化和溴化反应常用，氯化比溴化反应快氯化和溴化反应常用，氯化比溴化反应快5万倍。万倍。（2） 甲烷卤化反应的比较甲烷卤化反应的比较2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化58感谢你的观看2019年8月23（3）烷烃氯化反应的选择性）烷烃氯化反应的选择性V : V = 28/6 : 72/4 = 1 : 4 1oH2oH1oHV : V = 63/9 : 37/1 = 1 : 5.3 3oH氯化氯化

49、 V : V : V = 1 : 4 : 5.31oH2oH3oHCH3CH2CH2CH3 + Cl235 oChvCH3CH2CH2CH2Cl + CH3CH2CHCH3Cl28%72%CH3CHCH3 + Cl2CH335 oChv(CH3)2CHCH2Cl + (CH3)3CCl63%37%2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化59感谢你的观看2019年8月233oH2oH1oH V : V : V = 1 : 82 : 1600（4） 烷烃溴化反应的选择性烷烃溴化反应的选择性CH3CH2CH3 + Br2127 oChvCH3CHCH2Br + CH3CHCH3Br3%97%CH3CHCH3 +

50、 Br2CH3127 oChvCH3CHCH2Br + CH3CCH3BrCH3CH3 99% 氯化反应和溴化反应都有选择性，但溴化反应氯化反应和溴化反应都有选择性，但溴化反应的选择性比氯化反应高得多。的选择性比氯化反应高得多。溴化溴化2.6 烷烃的卤化烷烃的卤化60感谢你的观看2019年8月23 实验事实和现象实验事实和现象实验实验反应方程式反应方程式反应机理反应机理实验数据实验数据反应势能图反应势能图启发和讨论启发和讨论指导实验指导实验 从烷烃与卤素的反应可以看出，化学工作从烷烃与卤素的反应可以看出，化学工作者应建立起以实验为依据的思维方式。者应建立起以实验为依据的思维方式。2.6 烷烃的