第二章-烷烃

2，2，5-三甲基-4-丙基庚烷 三甲基-
（3）烷基的命名及缩写
烷烃——去掉一个 生成的一价原子团叫烷基 去掉一个H生成的一价原子团叫烷基R—，CnH2n+1 烷烃 去掉一个 生成的一价原子团叫烷基 ， ——去掉两个 生成的二价原子团叫亚某基 去掉两个H生成的二价原子团叫 去掉两个 生成的二价原子团叫亚某基 ——去掉三个 生成的三价原子团叫次某基 去掉三个H生成的三价原子团叫 去掉三个 生成的三价原子团叫次某基
sawhorse projection
CH3 H
H
H
H H CH3
H
60度 度
H CH
H CH3
60度 度
H
H CH3 CH3
H
H
3
60 度
H
60 度
H
CH3
H H
60度 度
H
H H CH3
60度 度
H
H
H H
H CH 3
CH3
CH3 CH
3
烷烃的结构特点 烷烃的结构特点
杂化， 键均为σ 键角接近109º28´。 ， 键均为 （1）C: sp3杂化，C—C，C—H键均为σ 键，键角接近 ） 电负性差别小， 电子云不易偏向某一原子，整个分子电子云分布均匀， （2）C，H电负性差别小，σ 电子云不易偏向某一原子，整个分子电子云分布均匀，没有电子云 ） ， 电负性差别小 密度较大或较小的部位， 。（化学性质较稳定 密度较大或较小的部位，对Nu或E+均没有特殊的亲和力。（化学性质较稳定） 或 均没有特殊的亲和力。（化学性质较稳定）
链引发 链增长 链终止 特征： 特征： hυ Cl . + . Cl υ 242.6kJmol-1 或Δ Cl. + CH4 HCl + CH3 . +8.4kJmol-1 CH3Cl + Cl. CH3. + Cl2 -111.8kJmol-1 CH . + . Cl CH Cl Cl Cl
3 3
H
H
2
2
H H
1
60度
H
H
H
60度
H
1
H H H
H
H
H
H
H H H
H
H H
H
HH
1. 乙烷的构象： 乙烷的构象： 两种极限构象式——重叠式和交叉式 重叠式和 两种极限构象式 重叠式 思考：重叠式不稳定的原因？ 思考：重叠式不稳定的原因？ 构象式的表示方法？ 构象式的表示方法？ 概念：优势构象， 概念：优势构象， 非键相互作用 2. 丁烷的构象：四种极限构象 丁烷的构象： 3. 其它烷烃的构象：碳链呈锯齿形，C—H键都 其它烷烃的构象：碳链呈锯齿形， 键都 在交叉式的位置。 在交叉式的位置。 扭转角， 转动能垒， 扭转角， 转动能垒，
2.6.2 其他烷烃的卤代
(1)卤化反应的取向与自由基的稳定性 卤化反应的取向与自由基的稳定性
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH3 H3C C CH3
熔点/℃ 熔点 ℃ -130 -160
CH3 -17
2.5 烷烃的燃烧 2.5 烷烃的燃烧
燃烧——作为燃料 1. 燃烧 作为燃料 燃烧热（ 燃烧热（-ΔH C ) 生成热（ 生成热（∆H f ) 热解： 2. 热解：自由基机理 裂化：热裂化，催化裂化 裂化：热裂化， 键裂解能（ 键裂解能（ DH ) ——反映了键的强度 反映了键的强度 （自学） 自学） （自学） 自学） 反映了烷烃异构体的稳定性
Chap. 2 烷烃(alkane) alkane)
授课教师： 授课教师：马学兵
2.1 烷烃的同系列和异构 通式（ 同系列，同系物，系差， 通式（CnH2n+2） ，同系列，同系物，系差， ）
相同但分子内原子的连接方式和次序 次序不同的异构体 次序
构造
构造异构体（ 构造异构体（constitutional isomers）——这种分子式 ） 思考：1.碳原子有哪些类型？氢原子呢？ 思考：1.碳原子有哪些类型？氢原子呢？ 碳原子有哪些类型
CH3 C H 3 C H 2 C H C H 2 C H C H C H 2 C H 2 C H 2 C H(C H 3 ) 2 CH3 C H 2 C H(C H 3 ) 2
（4） ）
2，7，9-三甲基-6-异丁基十一烷 三甲基-
补充： 补充： （1）相同取代基要合并，阿拉伯 ）相同取代基要合并， 数字之间加逗号“ 数字之间加逗号“，”，阿拉伯数字与 汉字之间添半短横线“ ” 汉字之间添半短横线“-”。 （2）多个取代基书写顺序，按“顺序 ）多个取代基书写顺序， 规则” 优先基团后出现处理 处理。 规则”，优先基团后出现处理。 （3）取代基太复杂，用小括号括起来， ）取代基太复杂，用小括号括起来， 写在位次之后。 写在位次之后。
伯Primary（1º）, （ ） tertiary（ 3º 叔tertiary（ 3 ）, 仲secondary （ 2º ）, 4º 季quaternary （ 4 ）
2.直链烷烃的分子链真是直的吗？ 2.直链烷烃的分子链真是直的吗？ 直链烷烃的分子链真是直的吗 2.2 烷烃的命名
（1）普通命名法： 普通命名法： 称某烷： 称某烷：甲，乙，丙……癸，十一，十二 癸 十一，十二…… 加前缀： 加前缀：正，异，新
2.4.1 沸点
直链烷烃的沸点随相对分子质量的增加而升高。 直链烷烃的沸点随相对分子质量的增加而升高。 相对分子质量大的分子，其表面积增大， 相对分子质量大的分子，其表面积增大，分子间 van der Waals 力——色散力增大，其沸点随之 色散力增大， 色散力增大 升高。 升高。 原子数相同时， 当C原子数相同时，含支链越多的烷烃，相应的沸 原子数相同时 含支链越多的烷烃， 点越低。 点越低。
（2）系统命名法： 系统命名法： 最长（ “三步曲”：选主链——最长（最多） 三步曲” 选主链 最长 最多） 编号——“最低系列”原则（若有歧义， “最低系列”原则（若有歧义， 编号 则按“顺序规则” 较优基团给以较大编号） 则按“顺序规则”，较优基团给以较大编号） 命名——“取代基位次”+“取代基名 “取代基位次” 命名 母体名称” 称”+“母体名称” 顺序规则： 顺序规则：（1）“原子序数”原则 原子序数” （2）“同位素”原则 同位素” （3）“虚拟原子”原则：含重键的基团 虚拟原子”原则： （4）多原子基团依次比较，依次外延 多原子基团依次比较，
R H + X2 烷烃 卤素
hν 或△
R X + HX 卤代烷 卤化氢
在光、高温或催化剂作用下，烷烃、环烷烃 小环烷烃除外 小环烷烃除外)， 在光、高温或催化剂作用下，烷烃、环烷烃(小环烷烃除外 ， 与卤素分子反应，生成卤代烷和卤化氢。 与卤素分子反应，生成卤代烷和卤化氢。
(2)甲烷的氯代反应机理 (2)甲烷的氯代反应机理 机理： 自由基机理.swf 机理： 自由基机理.swf
eg:
CH 2
亚甲基
CH2CH2CH2
CHCH 3
C(CH3)2
CH2CH2
亚乙基
亚异丙基
1,2-亚乙基 1,2-亚乙基
CH
次甲基
CCH3
次乙基
CH3 C H3C H2 … C
1,3-亚丙基 亚丙基
C H3C H2 … C H C H3
（仲)
CH3
（叔)
(CH3)2CH … CH2 （异）
(CH3)3CCH2
CH3. + . CH3 i.
CH3CH3
在光照、加热或催化剂存在的条件下进行； 在光照、加热或催化剂存在的条件下进行；
ii. 有自由基中间体生成（均裂反应） 有自由基中间体生成（均裂反应） iii. 如有氧或一些能捕捉自由基的杂质存在，反应有 如有氧或一些能捕捉自由基的杂质存在， 一个诱导期，诱导期长短与这些杂质的多少有关。 一个诱导期，诱导期长短与这些杂质的多少有关。 阻抑剂） （阻抑剂）
例如： 例如：用系统命名法命名
（1） ）
C H3 C H3C H2C H2C C H3 C H3
CH 3
2，2-二甲基戊烷
（2） (CH 3 CH 2)2 CHCHCH 2 CH 3 ）
CH3
3-甲基-4-乙基己烷 甲基-
（3） ）
(C H 3 )2 C H C H 2 C H 2 C H C H C H 2 C H 3 2，5，6-三甲基辛烷 C H3
2.4 烷烃的物理性质
物理常数：单一纯净的有机化合物在一定的条件下其物理性质为一固定值。 物理常数：单一纯净的有机化合物在一定的条件下其物理性质为一固定值。
物理常数 不同化合物的分离 利用
测定 已知化合物的鉴定
状态: 熔点（ ），溶解度 状态 熔点（mp.)，沸点（bp.)，密度（d），溶解度 ，沸点（ ，密度（ ）， 分子间作用力： 分子间作用力：（1）色散力， ）色散力， 偶极相互作用， （2）偶极 偶极相互作用， ）偶极-偶极相互作用 （3）氢键 ）
烷烃的熔点与分子中所含碳原子数的关系图
烷烃熔沸点图 烷烃熔、 烷烃熔、沸点图
300 200 100 0 -100 -200 -300 1
熔点 沸点
温度 / ℃ 温度（℃）
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13 14
C原子数 碳原子数
C原子数相同烷烃的不同异构体，对称性较好的异构体具有 原子数相同烷烃的不同异构体， 原子数相同烷烃的不同异构体 较高的熔点。 较高的熔点。 CH3 CH3
乙烷（ 乙烷（Ethane）的构象 ）
229pm
H C H H
H
109.5o 154pm
C H H
Eclipsed