1、第二章第二章 烷烴烷烴烴：僅有碳和氫兩種元素組成的化合物烴：僅有碳和氫兩種元素組成的化合物第一節(jié)第一節(jié) 烷烷 烴烴一、烷烴的結(jié)構(gòu)一、烷烴的結(jié)構(gòu)2s2px2py2pz激發(fā)2s2px2py2pz雜化sp3xyzxyz109o28（一）碳原子均為（一）碳原子均為sp3 雜化雜化甲烷的球棒模型甲烷的球棒模型乙烷乙烷:在乙烷分子中形成在乙烷分子中形成6個個 Csp3 1s1個個 Csp3 Csp3（二）烷烴的通式和同系列（二）烷烴的通式和同系列1、 通式通式 ： CnH2n+22、 同系列同系列(homologous series) 具有相同分子通式和結(jié)構(gòu)特征的一系具有相同分子通式和結(jié)構(gòu)特征的一系列化合

2、物列化合物3、同系物、同系物(homolog) 同系列中的各化合物互稱為同系列中的各化合物互稱為 同系物同系物（三）碳原子的種類（三）碳原子的種類12伯碳原子伯碳原子( 1 )：1、5、6、7、8仲碳原子仲碳原子( 2 ) ：4叔碳原子叔碳原子( 3 ) ：3季碳原子季碳原子( 4 ) ：2345678伯氫原子伯氫原子( 1H )：仲氫原子仲氫原子( 2 H)叔氫原子叔氫原子( 3 H)7654321CH2CH2CH2CH3CHCH3CH,CH3CH3CH2二二. . 命名：命名：( N )( N ) （1）普通命名法：只適合于直鏈及部分帶側(cè)鏈的烷烴。）普通命名法：只適合于直鏈及部分帶側(cè)鏈的烷

3、烴。 直鏈烷烴的命名：直鏈烷烴的命名： 110碳：碳： 甲，甲， 乙，丙，丁，戊，己，庚，辛，壬，癸乙，丙，丁，戊，己，庚，辛，壬，癸C10以上用中文數(shù)字表示碳原子數(shù)目以上用中文數(shù)字表示碳原子數(shù)目 C11H24 ：正十一烷C12H26 ：正十二烷 C20H42 ：正二十烷含側(cè)鏈烷烴的命名含側(cè)鏈烷烴的命名 若在鏈的一端含有若在鏈的一端含有 且且無其它側(cè)鏈無其它側(cè)鏈的烷烴，則按的烷烴，則按 碳原子總數(shù)叫做異某烷碳原子總數(shù)叫做異某烷(iso- 或或i)。CH3-CHCH3若具有基團若具有基團 且且無其它側(cè)鏈的無其它側(cè)鏈的含五或含五或六個碳原子的烷烴，分別命名為六個碳原子的烷烴，分別命名為新新戊戊烷及

4、烷及新新己烷己烷(neo-)。 CH3CCH3CH3（2）系統(tǒng)命名法：）系統(tǒng)命名法：a. 主鏈的選擇：主鏈的選擇：選擇含取代基多的碳鏈選擇含取代基多的碳鏈b.主鏈的編號：主鏈的編號：CH3CHCHCH3CH2CH2CH CH2CH3CH3CH2CH312345678取代基編號的位次最小取代基編號的位次最小2，6-二甲基二甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷叔丁基叔丁基 異丙基異丙基 異丁基異丁基 丁基丁基 丙基丙基 乙基乙基 甲基甲基c.書寫取代基的規(guī)則書寫取代基的規(guī)則（優(yōu)先次序）優(yōu)先次序）-（復(fù)雜基團后列出）（復(fù)雜基團后列出）CH3甲 基 CH3CH2乙 基CH3CH2CH2正 丙基CH3-CHCH3

5、異丙基CH3-CCH3CH3叔 丁 基CH3-CH-CH2-CH3CH3-CH2-CH-CH3CH3-CH2-CH2-CH2-正丁基正丁基(n-)(n-)仲丁基仲丁基(sec-)(sec-) 異丁基異丁基( iso-)( iso-)CH2亞甲基亞甲基CH次甲基次甲基例如: 4-甲基甲基-3-乙基庚烷乙基庚烷 3,4-二甲基二甲基-5-乙基庚烷乙基庚烷CH2CH3CH3,CHCH3CHCH3CHCH2CH2CH317654321CH2CH2CH2CH3CHCH3CH,CH3CH3CH2H3CCHCCH2CHCH3CH3CH3CH3CH32 , 3 , 3 , 5 四甲基己烷四甲基己烷 如果含有幾

6、個相同的取代基時，把它們?nèi)绻袔讉€相同的取代基時，把它們合并起來，取代基的數(shù)目用二、三、四合并起來，取代基的數(shù)目用二、三、四等表等表示，寫在取代基的前面，其位次必須逐個注明，示，寫在取代基的前面，其位次必須逐個注明，位次的數(shù)字之間要用位次的數(shù)字之間要用“，”隔開。隔開。CH3CH2HCCH3CHCH2CHCH3HCCH3CH3CH2CH3 當(dāng)具有相同長度的鏈可作為主鏈時，則當(dāng)具有相同長度的鏈可作為主鏈時，則應(yīng)選擇具有支鏈數(shù)目最多的鏈作為主鏈。應(yīng)選擇具有支鏈數(shù)目最多的鏈作為主鏈。2，3， 5 三甲基三甲基 4 丙基庚烷丙基庚烷 *普通命名法與系統(tǒng)命名法的區(qū)別：普通命名法與系統(tǒng)命名法的區(qū)別： 正

7、丁烷正丁烷 新戊烷新戊烷CH3CH3,CH3CHCH3CCH3CH3,CH3CH2CH3CCH3CH3,CH3CH2CH2CH3,CH3異丁烷異丁烷(2 - 甲基丙烷甲基丙烷)新己烷新己烷2,2 - 二甲基丙烷二甲基丙烷2,2 - 二甲基丁烷二甲基丁烷 6個個 Csp3 1s 1個個 Csp3 Csp3 第二節(jié)第二節(jié) 構(gòu)象異構(gòu)體構(gòu)象異構(gòu)體乙烷分子中兩個甲基圍繞碳碳乙烷分子中兩個甲基圍繞碳碳鍵旋轉(zhuǎn)時，其氫原子鍵旋轉(zhuǎn)時，其氫原子在空間的相對位置將不斷改變，形成無數(shù)個不同的空在空間的相對位置將不斷改變，形成無數(shù)個不同的空間排列方式，這種通過間排列方式，這種通過而引起不同的排列方而引起不同的排列方式叫

8、式叫，它們互為，它們互為或稱或稱。(一一) 乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象 CH3CH3乙烷的交叉式乙烷的交叉式構(gòu)象模型構(gòu)象模型乙烷的重疊式乙烷的重疊式 構(gòu)象模型構(gòu)象模型HHHHHHHHHHHH 交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象 重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象 乙烷的鋸架式乙烷的鋸架式( perspective formula ) 投影式投影式( projection formula ) HHHHHHHHHHHH 交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象 重疊式構(gòu)象重疊式構(gòu)象 乙烷的紐曼投影式乙烷的紐曼投影式 ( Newman projection formula ) 12.6kJ/mol(二二) 正丁烷的構(gòu)象正丁烷的構(gòu)象4畫出1，2-二氯乙烷

9、的優(yōu)勢構(gòu)象式 ClHHHHCl練習(xí)：下列哪一對化合物是等同的。CH3BrHHBrCH3HCH3BrBrCH3HHHHClClFHHHFClClHHHClFClHHClClFFClHHFFCl四、烷烴的物理性質(zhì)四、烷烴的物理性質(zhì) 有機物的物理性質(zhì)，通常包括沸點、熔點、溶解度、密度、折光率、比旋光度等，烷烴同系物的物理性質(zhì)通常隨碳原子數(shù)的增加呈現(xiàn)規(guī)律性的變化。 在室溫下，C1C4的正烷烴為氣體，C5C6的正烷烴為液體，C17以上的正烷烴則為固體。 三三 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)(一）一） 氧化和燃燒熱：（徹底氧化和部分氧化）氧化和燃燒熱：（徹底氧化和部分氧化）（二）裂解（二）裂解A、熱裂解（、熱裂解（75

10、0 以上）以上）B、催化裂解（、催化裂解（450 以內(nèi)）以內(nèi)）R-H + O2CO2H2O熱量 +（三）（三） 鹵代反應(yīng)鹵代反應(yīng) （Halogenation):CH4CH3ClCH2Cl2CHCl3CCl4紫外光Cl2紫外光Cl2紫外光Cl2紫外光Cl2烷烴氯代反應(yīng)歷程：烷烴氯代反應(yīng)歷程：(1) 鏈 引 發(fā) ： Cl : Cl hv2Cl.(2) 鏈 增 長： 2Cl.+HCH3+HClCH3.CH3.+ Cl2CH3Cl +Cl.Cl.+HCH2Cl CH2Cl.+HCl CH2Cl.+Cl2CH2Cl2 + Cl. Cl.+HCHCl2 CHCl2+HCl.(3) 鏈 終 止： Cl.+C

11、l.Cl2CH3.+Cl.CH3ClCH3.+CH3.CH3-CH3烷烴鹵代反應(yīng)的取向烷烴鹵代反應(yīng)的取向CH3CH2CH3CH3CH2CH2Cl+ CH3HCClCH31-1-氯丙烷氯丙烷2-2-氯丙烷氯丙烷43%43%57%57%氫原子的相對活性氫原子的相對活性:仲氫仲氫 / 伯氫伯氫 =（57/2）/（43/6）= 4 / 1Cl2光照光照25 CH3CCH3CH3HCl2光照光照25 CH3CCH3CH2ClH2-2-甲基甲基-1-1-氯丙烷氯丙烷2-2-甲基甲基-2-2-氯丙烷氯丙烷CH3CCH3CH3Cl+64%64%36%36%叔氫與伯氫的相對活性叔氫與伯氫的相對活性:叔氫叔氫/伯

12、氫伯氫=（36/1）/（64/9）=（5.1/1） 實踐結(jié)果表明：叔、仲、伯氫在室溫時的實踐結(jié)果表明：叔、仲、伯氫在室溫時的相對活性為相對活性為5：4：1，即每個伯、仲、叔氫被氯，即每個伯、仲、叔氫被氯取代生成相應(yīng)氯代烷底相對比例。這說明取代生成相應(yīng)氯代烷底相對比例。這說明 ，烷烴烷烴的氯代，在室溫下有選擇性。的氯代，在室溫下有選擇性。CH3CH2CH3+ Br2光照光照127 CH3CH2CH2Br+ CH3HCBrCH31-1-溴丙烷溴丙烷2-2-溴丙烷溴丙烷3%3%97%97%CH3CCH3CH3H+ Br2光照光照127 CH3CCH3CH2BrHCH3CCH3CH3Br+2-2-甲基

13、甲基-1-1-溴丙烷溴丙烷2-2-甲基甲基-2-2-溴丙烷溴丙烷痕量痕量 99%99% 溴代反應(yīng)中，也遵循叔氫溴代反應(yīng)中，也遵循叔氫仲氫仲氫伯氫的伯氫的反應(yīng)活性，相對活性為反應(yīng)活性，相對活性為1600：82：1，溴的選，溴的選擇性比氯強。擇性比氯強。烷烴鹵代反應(yīng)的取向烷烴鹵代反應(yīng)的取向 碳鏈較長的烷烴發(fā)生氯代或溴代反應(yīng)時，可生成各種異構(gòu)體的混合物。氯的活潑性較大，但選擇性較差，所以在氯代反應(yīng)中各種異構(gòu)體間的比例相差不大；溴的活潑性較小，但選擇性強，因而溴代反應(yīng)產(chǎn)物中的一種異構(gòu)體會占很高的比例。4、烷基自由基的構(gòu)型與穩(wěn)定性、烷基自由基的構(gòu)型與穩(wěn)定性CHHHCH3叔（叔（ 3 ） 仲（仲（ 2） 伯（伯（ 1）穩(wěn)定性增強（由離解能數(shù)據(jù)得出）穩(wěn)定性增強（由離解能數(shù)據(jù)得出）R3CR