1、烴：烴：碳氫化合物碳氫化合物, 僅僅含含C、H。烴烴 開鏈烴開鏈烴（脂肪烴）（脂肪烴）環狀烴環狀烴飽和烴飽和烴(烷烴烷烴)不飽和烴不飽和烴脂環烴脂環烴芳香烴芳香烴烯烴烯烴炔烴炔烴二烯烴二烯烴環烷烴環烷烴環烯烴環烯烴單環芳烴單環芳烴稠環芳烴稠環芳烴烷烴：開鏈的飽和烴。烷烴：開鏈的飽和烴。環烷烴：閉鏈的飽和烴。環烷烴：閉鏈的飽和烴。第二章第二章 飽和烴飽和烴:烷烴和環烷烴烷烴和環烷烴烴的衍生物：烴的衍生物： 烴分子中氫被其它原子或基團所取代。烴分子中氫被其它原子或基團所取代。 第一節第一節 直鏈烷烴的同系物、同分異構現象和命名直鏈烷烴的同系物、同分異構現象和命名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同系物之間聯系：同系物之間聯系： 同系物之間物理性質呈現規律性變化，化學性質相似。同系物之間物理性質呈現規律性變化，化學性質相似。有機化學學習中重要的規律之一！有機化學學習中重要的規律之一！同系列：同系列： 通式相同，結構、性質相似，組成上相差一個或多個通式相同，結構、性質相似，組成上相差一個或多個CH2 的一系列化合物統稱為同系列；的一系列化合物統稱為同系列； 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。同分異構現象：同分異構現象：分子式相同而

3、結構式不同的現象。分子式相同而結構式不同的現象。同分異構體：同分異構體：分子式相同而結構式不同的化合物。分子式相同而結構式不同的化合物。C2H6OC O HHCHHHHCOCHHHHHH乙醇（乙醇（b.p.=78.3）甲醚（甲醚（b.p.=-23.6）2、同分異構現象和同分異構體、同分異構現象和同分異構體同分異構體：同分異構體：構造異構體構造異構體。本本 質：質：由于分子結構中原子的連接次序不同。由于分子結構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：碳鏈異構碳鏈異構C4H10： CH3CH2 CH2 CH3 CH3CH CH3CH3C5H12：CH3CCH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3CH3有機分子碳原子增加，同分異構體數目急劇增加。有機分子碳原子增加，同分異構體數目急劇增加。烷烴的同分異構現象：烷烴的同分異構現象：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 根據烷烴中碳原子的數目稱為根據烷烴中碳原子的數目稱為 “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、十二烷有機化合物命名：有機化學最基本

6、知識；有機化合物命名：有機化學最基本知識；4.1、烷烴普通命名法（習慣命名法）、烷烴普通命名法（習慣命名法） 普通命名法和系統命名法。普通命名法和系統命名法。適用：適用： 結構簡單有機化合物。結構簡單有機化合物。例：例：C5H12 戊烷戊烷 C15H32 十五烷。十五烷。 4.1.2 區分異構體區分異構體: 用用“正、異、新等正、異、新等”區別分子中區別分子中特有結構。特有結構。 CH37CH26CH5CH4CH3CH2CH31CH3CH2CH2CH3CH3CH34.2、系統命名法（、系統命名法（IUPAC命名法）命名法） 適用適用：所有有機化合物。：所有有機化合物。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。根據主鏈最長、支鏈最多的碳鏈。根據主鏈碳原子數稱碳原子數稱 “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(標出取代基的位置標出取代基的位置)，再，再寫寫成成某某烷。烷。2-甲基戊烷甲基戊烷。5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 4.2.

8、1 系統命名法規則：系統命名法規則：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 取代基及其次序規則：取代基及其次序規則：（1）取代（烷）基：）取代（烷）基： 烷烴烷烴（有機）（有機）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大小排列，原子序數把與主鏈碳直接相連的原子按原子序數大小排列，原子序數大的優先。大的優先。 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“優先優先”基團順序（大小順序）：基團順序（大小順序）：中文命名中文命名 在有機化合物中取代原子或取代基團的排列次序。在有機化合物中取代原子或取代基團的排列次序。取代基次

11、序規則：取代基次序規則： 有機化合物命名時簡單基團有機化合物命名時簡單基團（小基團）（小基團）在前在前標號最小，標號最小，復雜基團復雜基團（大基團）（大基團）在后在后 。-中文命名規則。中文命名規則。 英文取代基規則：按取代基第一個英文字母順序。英文取代基規則：按取代基第一個英文字母順序。 -C(CH3)3 :CCH3CH3CH3優先基團順序：優先基團順序：-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： 物質數字識別號碼物質數字識別號碼 ，美國化學會的下設組織化學文摘社，美國化學會的下設組織化學文摘社（Chemical Abstracts Service，簡稱，簡稱CAS）。該社負責為每一種出）。該社負責為每一種出現在文獻中的物質分配一個現在文獻中的物質分配一個數字組合數字組合-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已經登記了已經登記了62,164

13、,509種物質，并且還以每天種物質，并且還以每天4,000余種余種的速度增加。的速度增加。 這是為了避免化學物質有多種名稱的麻煩，使數據庫的檢索這是為了避免化學物質有多種名稱的麻煩，使數據庫的檢索更為方便。更為方便。 其縮寫其縮寫CAS在生物、化學上便成為物質唯一識別碼的在生物、化學上便成為物質唯一識別碼的代稱，相當于每一種化學物質都擁有了自己的代稱，相當于每一種化學物質都擁有了自己的“學號學號”。如今的。如今的化學數據庫普遍都可以用化學數據庫普遍都可以用CAS編號檢索。編號檢索。 第二節第二節 烷烴的結構和構象烷烴的結構和構象結構（構造）：結構（構造）： 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甲烷的正四面體結構甲烷的正四面體結構正四面體結構正四面體結構C-H 鍵長：鍵長：109pm H-C-H 鍵角：鍵角：109.51、烷烴的構型、烷烴的構型、sp3雜化、雜化、鍵鍵 1.1 甲烷的構型：甲烷的構型： 具有一定結構的分子中各原子在空間的排列情況，即分具有一定結構的分子中各原子在空間的排列情況，即分子的立體結構。子的立體結構。-具有極其復雜性。具有極其復雜性。甲烷：甲烷：CH4 C:1S22S22P22p2 s激發激發2p2ssp3雜化雜化sp3基態基態激發態激發態每個每個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、乙烷結構（、乙烷結構（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：鍵特點： 成鍵成鍵 電子

16、云密集成鍵原子之間，呈現軸對稱。電子云密集成鍵原子之間，呈現軸對稱。 對于對于-單鍵，可以自由旋轉。單鍵，可以自由旋轉。鍵能較大，不易斷裂，化學反應活性低。鍵能較大，不易斷裂，化學反應活性低。不同不同鍵電子云模型圖：鍵電子云模型圖： 2、烷烴的結構和模型：、烷烴的結構和模型：CH3C H2C HC H2C H3C H3CH3CH2CH2CH2CH3鍵線式鍵線式2.1成鋸齒型結構成鋸齒型結構 球棒模型球棒模型 凱庫勒凱庫勒(Kekl)模型模型2.2、有機分子模型：、有機分子模型：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、烷烴的構象、烷烴的構象 構象：構象

17、： 同一構型的化合物，由于同一構型的化合物，由于-單鍵單鍵的旋轉而產生分子中原子的旋轉而產生分子中原子在空間不同的排列形式，引起的結構差異，這種特定的在空間不同的排列形式，引起的結構差異，這種特定的結構排結構排列形式列形式稱為構象。稱為構象。是有機化合物最重要立體結構之一！是有機化合物最重要立體結構之一！3.1、構象定義、構象定義 -單鍵單鍵旋轉產生的旋轉產生的有機分子不同排列形式有機分子不同排列形式稱為構象異構體，稱為構象異構體，該現象稱為構象異構。該現象稱為構象異構。 楔型式楔型式 紐曼紐曼 (Newman) 投影式投影式3.2、構象結構的表示：、構象結構的表示：近端近端C原子原子遠端遠端

18、C原子原子球棒模型球棒模型3.3 乙烷的構象乙烷的構象 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種無數種中間形式構象中間形式構象乙烷的兩種典型構象乙烷的兩種典型構象3.4、乙烷不同、乙烷不同構象間（重疊式、交叉式構象）比較：構象間（重疊式、交叉式構象）比較： 交叉式構象因兩個碳原子上的氫原子距離最大，其排交叉式構象因兩個碳原子上的氫原子距離最大，其排斥力較小，分子內能最低，因而較穩定，為優勢構象。斥力較小，分子內能最低，因而較穩定，為優勢構象。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定為交叉式最穩定為優勢構象優

19、勢構象3.6、正丁烷的構象和勢能關系圖、正丁烷的構象和勢能關系圖乙烷的構象乙烷的構象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正丁烷的構象：正丁烷的構象：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能能量量旋轉角旋轉角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 是不穩定構象，是不穩定構象，1, 3, 5, 7 是穩定構象。是穩定構象。1=7 是優勢構象（能量是優勢構象（能量最低的穩定構象稱為優最低的穩定構象稱為優勢構象）勢構象）沿沿C2-C3鍵軸旋轉的轉動能壘鍵軸旋轉的轉動能壘 22.6 kJmol-13.6.2、正丁烷的構象和勢能關系圖、正丁烷的構象和勢能關系圖有機分子結構中的幾個概念比較：有機分子結構中的幾個概念比較： 構型是構型是固定的固定的，數目有限；構型的變化須破壞化學鍵；而，數目有限；構型的變化須

21、破壞化學鍵；而構象一般是構象一般是瞬間的，瞬間的，而構象的變化則不會發生鍵的斷裂。而構象的變化則不會發生鍵的斷裂。3）構象（）構象（conformation）：）： 一定一定構型的分子中，由于單鍵的旋轉而導致原子和基團構型的分子中，由于單鍵的旋轉而導致原子和基團在空間的不同排布。在空間的不同排布。2）構型（）構型（configuration）：）： 具有具有確定確定構造的分子中，原子和基團在空間的排布；由原構造的分子中，原子和基團在空間的排布；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-分子的立體結構。分子的立體結構。1）構造（）構造（constitution）：）： 分子分子中原子

22、間的連接方式和次序；中原子間的連接方式和次序；構型和構象都是有機分子構型和構象都是有機分子立體結構。立體結構。有機分子結構層次：有機分子結構層次：分子式：組成；分子式：組成；構造：原子連接構造：原子連接;構型：原子位置構型：原子位置;構象：原子動態位置構象：原子動態位置;有機化合物的物理性質包括：有機化合物的物理性質包括： 化合物的狀態、化合物的狀態、熔點、沸點、熔點、沸點、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。等稱為物理常數。-同系物之間物理性質呈同系物之間物理性質呈現規律性變化，與有機分子之間作用緊密相關。現規律性變化，與有機分子之

23、間作用緊密相關。 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，即隨碳數增加而增加。隨碳數增加而增加。第三節第三節 烷烴的物理和化學性質烷烴的物理和化學性質1、烷烴的物理性質、烷烴的物理性質1.1 物質狀態（物質狀態（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，溶于某些有機溶烷烴為非極性化合物，不溶于水，溶于某些有機溶劑。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 沸點沸點 正烷烴的沸點隨著分子量的增加而增高。正烷烴的沸點隨著分子量的增加而增高。 烷烴異構體中，支鏈愈多，沸點愈低。烷烴異構體中，支鏈愈多，沸點愈低。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 點點 曲曲 線線碳碳 原原 子子 數數 目目 沸點（沸點（）正正 烷烷 烴烴 的的 熔熔 點點 曲曲 線線碳碳 原原 子子 數數 目目 熔點（熔點（）1.5 熔點熔點 正烷烴的熔點隨著分子量的增加而增高。正烷烴的熔點隨著分子量的增加而增高。 分子結構的對稱性越大，熔點也越高。分子結構的對稱性越大，熔點也越高。A: 穩定：穩定： 對強酸，強堿，強氧化劑，強還原劑都不發生反應。對強酸，強堿，強氧化劑，強還原劑都不發生反應。 結構特點：結構特點： 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、化學性質烷烴的化學性質B：烷烴的多數反應都是通過自由基機理進行的。烷烴的多數反應都是通過自由基機理進行的。2.1 鹵代反應鹵代反應CH4 : Cl2 = 10 : 1 溫度：溫度：400450 主要產物：一氯甲烷主要產物：一氯甲烷CH4 : Cl2 = 0.263 : 1 溫度：溫度：400 主要產物：四氯化碳主要產物：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、鹵素反應 烷烴分子中的氫原子被其他原子或基團所取代

27、的反應。烷烴分子中的氫原子被其他原子或基團所取代的反應。 鹵代反應：被鹵素取代的反應。也稱鹵化反應。鹵代反應：被鹵素取代的反應。也稱鹵化反應。2.1.2 烷烴的鹵代反應機理（歷程）烷烴的鹵代反應機理（歷程）： （以以CH4 Cl2反應為例反應為例） 有機反應機理中包括反應過程中有機分子鍵的有機反應機理中包括反應過程中有機分子鍵的斷裂和形斷裂和形成、有機分子間電子轉移成、有機分子間電子轉移 、分子幾何形狀變化、分子幾何形狀變化等，與反應等，與反應中間體的能量變化。中間體的能量變化。CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl有機反應機理：有機反應機理： 從反應物到產物所經歷的途徑的詳細描述，是對化

28、學反從反應物到產物所經歷的途徑的詳細描述，是對化學反應過程中化學鍵變化的逐步描述。又稱為反應歷程或反應機應過程中化學鍵變化的逐步描述。又稱為反應歷程或反應機制。制。Reaction Mechanism。有機反應機理是有機化學學習和研究最重要內容！有機反應機理是有機化學學習和研究最重要內容！C1 + Cl C12CH3 + CH3 CH3CH3CH3 + C1 CH3C1（3）鏈終止）鏈終止Cl + CH4 CH3 + HCl (決定反應速率決定反應速率) CH3 + Cl2 CH3C1 + ClC1 + CH3Cl CH2C1 + HClCH2C1 + C12 CH2C12 + Cl （2）鏈

29、增長）鏈增長 （1）鏈引發）鏈引發Cl ：Cl 2Clh(250400）自由基反應機理：鏈引發、鏈增長和鏈終止。自由基反應機理：鏈引發、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中一個過程的能量變化甲烷氯代反應中一個過程的能量變化 任何化學反應過程都伴隨著反應體系能量變化！任何化學反應過程都伴隨著反應體系能量變化！C1 + CH4 CH3 + HCl (決定反應速率決定反應速率) 活化能活化能2.1.3、鹵代反應取代的位置與自由基的穩定性：、鹵代反應取代的位置與自由基的穩定性：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用用自由基（游離基自由基（游離基)的穩定性來解釋：的穩定性來解釋：（自由基碳原子連接的取代基越多越穩定）（自由基碳原子連接的取代基越多越穩定）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烷烴的氧化和燃燒反應地球上現代社會運行的動力基礎之一；地球上現代社會運行的動力基礎之一；地球溫室效應重要原因之一。地球溫室效應重要原因之一。2.2. 2 部分氧化部分氧化 工業上常

32、用高級烷烴通過氧化反應來制備高級脂肪醇和脂肪酸。工業上常用高級烷烴通過氧化反應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生鍵斷下使烷烴分子發生鍵斷裂的反應叫裂化反應。裂的反應叫裂化反應。-現代石油化工的基礎反應之一。現代石油化工的基礎反應之一。50023MPaC16H34 C8H18 + C8H16C8H18 C4H10 + C4H8裂裂 化化脫氫脫氫 CH4 + C3H6C4H10 C2H6 + C2H4+C2H2 C4H8 + H25002.2.3 裂化反應裂化反應基礎高分子材料原料來源。基礎高分子材料原料來源。 熱裂化：熱裂化：在在5

33、MPa，500600進行的裂化反應。進行的裂化反應。 催化裂化催化裂化：在：在450500、常壓及催化劑存在下進行的裂化。、常壓及催化劑存在下進行的裂化。 石油工業利用裂化反應來提高汽油（石油工業利用裂化反應來提高汽油（C6C9）的產量和質量。）的產量和質量。 (原油分餾只能得到原油分餾只能得到10-20%的汽油的汽油,且質量不好且質量不好) 裂解：裂解：石油餾分在石油餾分在700以上進行的深度裂化。以上進行的深度裂化。 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。第四節第四節 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1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稱。存在于地下巖石儲集層中以烴類為主的混合氣體的統稱。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、氣態或固態的復雜烴類化合存在于地下的一種液態、氣態或固態的復雜烴類化合物，主要是烷烴，也有芳香烴和環烷烴。物，主要是

35、烷烴，也有芳香烴和環烷烴。 石油是由古地質年代有機物質（主要是單細胞植物，石油是由古地質年代有機物質（主要是單細胞植物，如藍如藍-綠海藻類；單細胞動物，如有孔蟲類）沉積后，經過綠海藻類；單細胞動物，如有孔蟲類）沉積后，經過長期物理、化學變化而生成。長期物理、化學變化而生成。 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狀態名稱名稱主要成分主要成分分餾溫度分餾溫度()用途用途氣態氣態石油氣石油氣C1420燃料，化工原料燃料，化工原料液液態態石油醚石油醚C562060

36、溶劑，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，工業洗滌劑燃料，工業洗滌劑柴油柴油C1518250400柴油機燃料柴油機燃料潤滑油潤滑油C1620300潤滑機器，防銹潤滑機器，防銹固固態態凡士林凡士林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，絕緣材料環烴：環烴：由碳和氫兩種元素組成的由碳和氫兩種元素組成的環狀化合物環狀化合物。 分成分成脂環烴脂環烴和和芳香烴芳香烴兩類兩類第二節第二節 環烴環烴CH2CH2C

37、H2CH2CH2CH2or 環己烷環己烷 環己烯環己烯 環戊二烯環戊二烯 環辛炔環辛炔通式通式：環烷烴：環烷烴CnH2n ；環烯烴環烯烴CnH2n-2 ；環炔烴；環炔烴CnH2n-4。有機分子中有機分子中1個環產生個環產生1個不飽和度。個不飽和度。 1.1單環脂環烴：環烷烴、環烯烴、環炔烴單環脂環烴：環烷烴、環烯烴、環炔烴1.2 多環烴類多環烴類 1 脂環烴分類脂環烴分類（1）橋環化合物結構特點：）橋環化合物結構特點：1234567二環二環2.2.1庚烷庚烷 二環二環4.1.01,6庚烷庚烷 分子中分子中環結構環結構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(即兩即兩個環共用

38、的碳個環共用的碳 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”結構結構。具有該結構的環狀化合物稱為橋環化合物。具有該結構的環狀化合物稱為橋環化合物。橋環和螺環化合物橋環和螺環化合物（2）螺環烴結構特點：）螺環烴結構特點：1234567812346578910 螺螺3.4辛辛螺螺4.5-1,6-癸二烯癸二烯 分子中多個碳環結構分子中多個碳環結構, 且碳環且碳環共用一個碳原子共用一個碳原子的環狀化合的環狀化合物叫螺環化合物。共用碳原子稱為螺碳原子。具有該結構的環物叫螺環化合物。共用碳原子稱為螺碳原子。具有該結構的環狀化合物稱為螺環化合物。狀化合物稱為螺環化合

39、物。螺原子螺原子CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2環丙烷環丙烷 環丁烷環丁烷 環己烷環己烷 (1) 母體：母體： 簡單環烴的命名與烷烴相似，只需在烷烴前加簡單環烴的命名與烷烴相似，只需在烷烴前加 “環環”字即可。字即可。CH3甲基環己烷甲基環己烷2、環烴的命名、環烴的命名2.1、單環烷烴的命名、單環烷烴的命名CH2CHCH2CHCH2CH3CHCH3CH31-甲基甲基-2-異丙基環戊烷異丙基環戊烷(2) 編號：編號： 當環上有當環上有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，并以最小和數為原則。小和數為原則。CH2C

40、H3CH31-甲基甲基-3-乙基環己烷乙基環己烷CH3CH3CH31,2 ,4-三甲基環己烷三甲基環己烷(3) 簡單的環上連有較長的碳鏈時，也可將環當作取代基。簡單的環上連有較長的碳鏈時，也可將環當作取代基。CH2CH2CH2CH2CH31-環丁基戊烷環丁基戊烷（4） 環烯（炔）烴的命名環烯（炔）烴的命名 a、母體：、母體：選擇含有烯（炔）烴雙（三）鍵的環為母體。選擇含有烯（炔）烴雙（三）鍵的環為母體。 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：按照相關環烴類似規則命名。按照相關環烴類似規則命名。CH31234564-甲基

41、甲基（-1-）環已烯環已烯1-甲基甲基-3-環已烯環已烯 X2.2 多環脂環烴命名多環脂環烴命名2.2.1環橋環化合物命名環橋環化合物命名H2CH2CHCCHCH2121二環二環 H2CH2CH2CCHCH2CHH2C12311二環二環 橋環烷烴的環數：切斷橋環化合物任意鍵，變成橋環烷烴的環數：切斷橋環化合物任意鍵，變成鏈狀鏈狀化合化合物所需最小次數，即為該橋環化合物所含的環數物所需最小次數，即為該橋環化合物所含的環數。橋環化合物環數確定：橋環化合物環數確定：五環五環 三環三環 四環四環 六環六環 橋頭碳原子橋頭碳原子橋碳原子（橋墩）橋碳原子（橋墩）環橋環化合物命名：確定母體、標號、命名環橋環

42、化合物命名：確定母體、標號、命名(a) 確定母體：確定母體： 確定環數和確定環數和組成環的碳原子總數，命名為某烷組成環的碳原子總數，命名為某烷, 加詞頭二加詞頭二（雙）環（雙）環.H2CH2CHCCHCH2121二環二環 戊烷戊烷H2CH2CH2CCHCH2CHH2C12311二環二環 庚烷庚烷(b) 確定各橋：確定各橋：各各“橋橋”所含碳原子數目所含碳原子數目,按由大到小的次序寫在按由大到小的次序寫在“二環二環”和和“某烷某烷”之間的方括號里，數字用圓點分開。之間的方括號里，數字用圓點分開。2.1.03.1.1以雙環為例：以雙環為例：(c) 環上碳原子編號環上碳原子編號:從一個橋頭碳原子從一

43、個橋頭碳原子(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，取代基標號最小原則。代基，取代基標號最小原則。CCC H3123458679二環二環3.2.2壬烷壬烷6-甲基甲基-(d) 環上有多個取代基：環上有多個取代基：編號的順序以取代基位置號碼加和數為較小和編號的順序以取代基位置號碼加和數為較小和取代基優先次序決定。取代基優先次序決定。CCCH3123458679H3C二環二環3.2.2壬烷壬烷CCCH3123458679H3C二環二環3.2.2壬烷壬烷橋環

44、上有取代基時，需要對環上碳原子標號：橋環上有取代基時，需要對環上碳原子標號：2,6-二甲基二甲基-2,7-二甲基二甲基-132456713245678二環二環1.1.0丁烷丁烷bicyclo 1.1.0 butane二環二環2.2.0己烷己烷bicyclo 2.2.0 hexane2,7,7-三甲基二環三甲基二環2.2.1庚烷庚烷2,7,7-trimethylbicyclo 2.2.1 heptane6-甲基二環甲基二環3.2.1辛烷辛烷6-methylbicyclo 3.2.1 octane命名實例命名實例橋環化合物名稱格式橋環化合物名稱格式 取代基取代基+ 二環二環 + 帶數字的方括號（大

45、帶數字的方括號（大.中中.小）小） + 母體烴的名稱母體烴的名稱8,8-二甲基二環二甲基二環3.2.1辛烷辛烷二環二環2.2.2-2,5,7-辛三烯辛三烯2.2.1 螺環化合物命名螺環化合物命名(a) 確定母體：確定母體：根據組成螺環分子中的根據組成螺環分子中的碳原子總數碳原子總數命名為命名為“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的碳原子數確定連接于螺原子的兩個環的碳原子數(

46、不含螺不含螺原子原子), 按由按由小到大小到大的次序寫在的次序寫在“螺螺”和和“某烷某烷”之間的方括號之間的方括號里里,數字用圓點分開。數字用圓點分開。3.42.5(c) 取代基位置確定：取代基位置確定：螺環上碳原子編號螺環上碳原子編號 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的環,然后然后經過螺原子再編第二個環經過螺原子再編第二個環，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最小為原則和數最小為原則。H2CCHCH2CH2CCHCH2CH2CH3H3CH2C螺螺 3.4辛烷辛烷CH2H2CH2CCHCH2CCHCH2CH3H3C

47、H2C螺螺 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螺環化合物名稱格式：螺環化合物名稱格式：取代基取代基+ 螺螺 + 帶數字的方括號帶數字的方括號 小小.大大+ 母體烴的名稱母體烴的名稱環丙烷的結構環丙烷的結構: 穩定性：穩定性：3 、環烷烴的結構、環烷烴的結構 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。化學鍵：化學鍵： 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：

48、彎曲鍵：電子云重疊度少，鍵的穩定性差。電子云重疊度少，鍵的穩定性差。 環丁烷的結構：環丁烷的結構：蝴蝶式蝴蝶式 環戊烷的結構：環戊烷的結構：信封式信封式4、 環己烷的結構和構象：環己烷的結構和構象：椅型椅型環己烷中存在兩種主要構象。環己烷中存在兩種主要構象。4.1 環己烷特點：環己烷特點： 環結構穩定。環結構穩定。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）構象特征：椅型（式）構象特征：（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

49、平行。兩個平面相互平行。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

50、123456a鍵與鍵與e鍵關系鍵關系 氫原子：氫原子：12個氫原子分成兩類：一類垂直于環平面，與對稱軸個氫原子分成兩類：一類垂直于環平面，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：氫原子和位置示意簡圖總結： 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）、椅式構象結構特點）、椅式構象結構特點 其中所有

51、的其中所有的C-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； 環己烷椅式構象即沒有角張力，也沒有扭轉張力，穩環己烷椅式構象即沒有角張力，也沒有扭轉張力，穩定性好。定性好。（4 4）椅式構象間可進行構象相互轉換）椅式構象間可進行構象相互轉換123456HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH1234564.3 環己烷船型（式）構象特征：環己烷船型（式）構象特征：（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，四個碳原子在同一平面內，2,5碳原子在這一碳原子在這

52、一 平面的上平面的上方。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）構象結構特點）、船型（式）構象結構特點 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 船式構象與椅式構象之間轉換船式構象與椅

53、式構象之間轉換 環己烷中的環己烷中的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，但自由旋轉，但是可以通過是可以通過C-C鍵轉動在不同構象之間變換，這種構象之間的互變鍵轉動在不同構象之間變換，這種構象之間的互變稱為環轉換。稱為環轉換。 環轉換不涉及到環轉換不涉及到C-C鍵斷裂，所以需要能量較低。鍵斷裂，所以需要能量較低。環己烷的扭船式構象環己烷的扭船式構象HHHHHHHHHHHH1234561234561234561234564.5 環己烷其他構象環己烷其他構象環己烷的半椅式構象環己烷的半椅式構象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

54、兩個鄰交叉兩個鄰交叉123456250pm123456183pm4.6 環己烷構象和位能之間關系環己烷構象和位能之間關系123456250pm123456183pm一取代一取代：兩種構象狀態：兩種構象狀態穩定構象穩定構象5 取代環己烷構象取代環己烷構象5.1 一取代環己烷構象一取代環己烷構象以甲基環己烷為例以甲基環己烷為例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于二直立鍵作用相當于1個鄰交叉。個鄰交叉。不穩定構象不穩定構象5.2 二取代環己烷構型和構像異構二取代環己烷構型和構像異構

55、二甲基環已烷為例二甲基環已烷為例 二甲基環已烷是一個非常具有代表性的分子結構。可二甲基環已烷是一個非常具有代表性的分子結構。可同時存在構造異構、構型異構和構象異構。同時存在構造異構、構型異構和構象異構。 二甲基環已烷的構造異構體。二甲基環已烷的構造異構體。1，2-二甲基環已烷二甲基環已烷1，3二甲基環已烷二甲基環已烷1，4二甲基環已烷二甲基環已烷兩個取代甲基在環的同一面，兩個取代甲基在環的同一面，順順-1,2-二甲基環已烷二甲基環已烷因環上單間不能自由旋轉而引起的環己烷上取代基相對位因環上單間不能自由旋轉而引起的環己烷上取代基相對位置不同，產生的異構體稱為構型異構體，又稱為幾何異構體。置不同，

56、產生的異構體稱為構型異構體，又稱為幾何異構體。 實際上，環己烷并不是平面結構，另一種構像形式表實際上，環己烷并不是平面結構，另一種構像形式表示更能反映取代基之間關系，分析不同構象能量和穩定性。示更能反映取代基之間關系，分析不同構象能量和穩定性。二甲基環已烷構型異構二甲基環已烷構型異構-有順反異構有順反異構兩個取代甲基在環的不同一面，兩個取代甲基在環的不同一面，反反-1,2-二甲基環已烷二甲基環已烷（1） 1,2-二甲基環已烷構型異構和構象二甲基環已烷構型異構和構象 同單甲基環已烷類似，二甲基環己烷也存在構象異構。同單甲基環已烷類似，二甲基環己烷也存在構象異構。 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，子有阻礙