烷烃简介ppt_图文

2. 习惯命名法（也称普通命名法） （正丁烷）
（异丁烷）
（正戊烷） （异戊烷）
（新戊烷）
习惯命名法命名直链烷烃 时，与系统命名法相同。
习惯命名法命名有支链的 烷烃时，一般只适合于简 单的烷烃。
异辛烷 异辛烷中的异不符合命名的规定，是一个特例。
四、烷烃的结构
两个成单电子，呈2价 ？
键长 110 pm, 键角HCH=109o28’
实例三
名称： 2，3，5-三甲基-4-丙基庚烷 2，3-二甲基-4-仲丁基庚烷
错误
实例四
1 确定主链: 最长链为主链。 2 编 号: 第一行 取代基编号为2, 4, 5;
第二行 取代基编号为2, 3, 5;
3. 命
根据最低系列原则, 用第二行编号。 名: 中文名称：2,3,5-三甲基己烷
实例五
1，1，1，1，9
2编
号：第二行编号和第一行编号取代基位次等同(均为3,5,7,9,11)，此时用最底
系列原则无法确定选那一种编号，则用下面方法确定编号。让顺 序规
则中顺序较小的基团位次尽可能小，所以，取第二行字编号。
命 名：中文 3,5,9-三甲基-11-乙基-7-(2,4-二甲基己基)十三烷
实 例 八
七、 烷烃的化学性质
烷烃中的C-C、C-H都是σ键 ，极性小，键能大，化学性质稳定 。
(1) 卤化反应
CH4与Cl2在黑暗中不发生反应在强烈日光照射下，发生爆炸 在漫射光、热或某些催化剂作用下，氢被氯取代：
另外还 生成乙烷、更高级烷烃及其氯代物
甲烷氯代反应历程如下：
链引发的特点是只产生自由基不消耗自由基。
能 量
4 2，6 3，5
1=7
全重叠 部分重叠 邻位交叉 对位交叉
2, 4, 6 是不稳定构象 ，
1, 3, 5, 7 是稳定构象 。
1=7 是优势构象（能 量最低的稳定构象称 为优势构象）
旋转角
（3） 正丁烷的构象分布
分子总是倾
向于以稳定
的构象形式
存在
15 %
70 %
15 %
高级烷烃的碳链呈锯齿形
每个C-H、C-H 重叠的能量约 为4 KJ mol-1
C-H 键长
C-C 键长
键角
两面角
两氢相距
110.7 pm 154 pm 109.3o 0o 229 pm
110.7 pm 154 pm 109.3o 60o 250 pm
250 pm > 240 pm > 229 pm E重叠 > E交叉 E=12.1KJmol-1
1 确定主链： 有两个等长的最长链。 比侧链数: 一长链有四个侧链，另一长链有二个 侧链，多的优先。
2 编 号： 第二行取代基编号2,3,4,5; 第一行取代基编号 4,5,6,7。根据最低系列原则, 选第二行编号
3 命 名： 中文名称： 2,3,5-三甲基-4-丙基辛烷
实例六
1 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2,4,5; 而另一长链侧链位次 为2,4,6, 小的优先
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锯齿形。
六、物理性质 1 熔点
取决于分子间的作用力和晶格堆积的密集度。
烷烃熔点的特点 （1） 随相对分子质量增大
而增大。 （2） 偶数碳烷烃比奇数碳
烷烃的熔点升高值 大 （如右图）。 （3）相对分子质量相同的烷 烃，叉链增多，熔点下降。
偶数碳 奇数碳
• 异丁烷的氯代反应如下： 即叔自由基的稳定性大于伯自由基，即(CH3)3C >(CH3)2CHCH2
自由基稳定性顺序
伯、仲、叔氢的活性不同，与C-H键的解离能有关。 键的解离能越小，其均裂时吸收的能量越少，因此也就容 易被取代。有关键的解离能如下：
形成自由基3＞2＞1＞ CH3·
…… 链增长的特点是：消耗一个自由基的同时产生另一个自由基
。
链终止的特点是只消耗自由基而不再产生自由基。
只有在大量甲烷存在时才能得到一氯甲烷为主的产 物。当CH3Cl达到一定浓度时，·Cl可与之反应，生成 CH2Cl2，进而有CHCl3、CCl4生成。
1. 自由基
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。
面角。
两面角为0° 时的构象为重叠式构象。 两面角为60° 时的构象为交叉式构象。 两面角在0-60o之间的构象称为扭曲式构象。
（2）乙烷交叉式构象与重叠式构象的表示方法
重叠式构象
交叉式构象
透视式
锯架式
纽曼式
透视式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物
（3）乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析
势
能
中间体：两个过渡态之间的产物称为中间
体。（中间体能分离得到。过渡态不可分
离得到。）
Hammond假设：过渡态总是与能量相近 的分子的结构相近似。
反应坐标
(丙) 卤化反应的取向与自由基的稳定
丙烷的氯代反应如下：
丙烷中，伯氢∶仲氢 = 6∶2 ，那么正丙基氯应为异丙基氯的三 倍，其实不然!! 二级自由基稳定性大于一级自由基，即CH3CHCH3>CH3CH2CH2
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 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。
（4）乙烷构象势能关系图
以单键的旋转角度为横坐标 ，以各种构象的势能为纵坐标。 如果将单键旋转360度，就可以画 出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 的势能关系图。
乙烷、丙烷、丁烷及高级烷烃碳原子也都采取sp3杂化 ：
CH3CH3
sp3杂化碳的轨道夹角应该是109.5°其它烷烃SP3杂化 ，形成C-C σ键，键长 154 pm, 键角CCC=111-113o
五、构象
1. 乙烷的构象 (1) 两面角

单键旋转时，相邻碳上的其他键
会交叉成一定的角度()，称为两
2 沸点
沸点大小取决于分子间的作用力
烷烃沸点的特点
（1）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。 （2）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）。 （3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链多，分子不易接近）
3密度
烷烃的密度均小于1（0.424-0.780)
4 饱和烃的偶极矩 偶极矩均为0。 5 溶解度 烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂.
一级碳自由基 二级碳自由基 三级碳自由基
热均裂产生 辐射均裂产生
自由基的产生
光
2. 自由基反应
定义：由化学键均裂引起的反应称为自由基反应。
（1）反应机理包括链引发、链增长、链终止三个阶段 。
（2）反应必须在光、热或自由基引发剂的作用下发生 。
（3）溶剂的极性、酸或碱催化剂对反应无影响。
3. 过渡态理论 任何一个化学反应都要经过一个过渡态才能完成。
=
过渡态的特点: （1）能量高。 （2）极不稳定，不能分离得到。 （3）旧键未完全断开，新键未完全形成。
反应势能图
反应势能曲线：图中表示势能高低的曲线
。
势
能
反应坐标：由反应物到生成物所经过的能
量要求最低的途径。
过渡态：在反应物互相接近的反应进程中 ，与势能最高点相对应的结构称为过渡态 。
反应坐标
活化能：由反应物转变为过渡态所需要的 能量。
。
2 编 号：黑色编号侧链位次2,4,5;蓝色编号侧链位次3,4,6。按最底系列原 则选黑 色编号。
3命名：中文命名: 2,5-二甲基-4-异丁基庚烷; 或 2,5-二甲基-4-(2-甲丙基)庚烷
实 例 七
1 确定主链： 有两根等长的最长链。侧链数均为5。侧链的位次均为3，5，7，9，11
。
侧链的碳原子数由小到大依次为：1，1，1，2，8 多的优先
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*4 有机化合物系统命名的基本格式
取代基
+
取代基位置号 + 个数 + 名称
(有多个取代基时，按顺序规 则确定次序，小的在前)
母体
官能团位置号 +名称 (没有官能团时 不涉及位置号)
*5 命名步骤
（A） 确定主链： 链的长短（长的优先），侧链数目（多的优先),
侧链位次大小（小的优先），侧分支的多少（少的 优先）。
1 确定主链：有两根等长的长链。两根长链均有两个侧链。侧链位次 均为4,5。侧链的碳原子数均为3,7。 黑字长链4位无侧分支，5位有侧分支。绿字长链4,5位 侧链均有侧 分支。侧分支少优先。
2 编 号：黑字编号，取代基位置4,5。蓝字编号取代基位置7,8。取黑字编号 。 3 命 名： 中文命名 4-丙基-5-(1-异丙基丁基)十一烷
非键连相互作用 不直接相连的原子
间的排斥力。
稳定构象 位于势能曲线谷
底的构象
扭转张力 非稳定构象具有恢复成稳
定构象的力量；
转动能垒 分子由一个稳定的交叉式构 象转为一个不稳定的重叠式 构象所必须的最低能量。（ 25°时转速达1011次/秒）
2、（2）正丁烷的构象势能关系图
沿C2-C3键轴 旋转的转动能 垒 22.6 kJ·mol-1
（B） 支链做取代基。 （C） 编号：按最低系列原则编号。
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 。
（D） 按名称基本格式写出全名。
实例一
名称： 3-甲基戊烷
实例二
名称： 2，3，8，8，9，11-六甲基十二烷 2，4，5，5，10，11-六甲基十二烷 错误