烷烃有同分异构体区别

同系列：具有同一个分子通式，在组成上相差一个或几 个—CH2—的一系列化合物。
同系物：同系列中的化合物彼此互为同系物。
一. 烷烃的结构 （一） 烷烃的同分异构现象
分子式相同而结构不同的现象。
同分异构
构造异构
碳架异构
位置异构 官能团异构 互变异构
原子的连接方式和顺 序不同
构象（键的旋转产生）
立体异构 构型 顺反异构（键的不能旋转产生）
第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷 烃
一 烷烃的结构 二 烷烃的命名 三 烷烃的物理性质 四 烷烃的化学性质 五 烷烃的卤代反应历程
第二节 环 烷 烃
一 环烷烃的分类 二 单环烷烃的命名 三 单环烷烃的结构 四 环烷烃的化学性质
【学习要求】
1. 了解C原子和H原子的类型以及烷基。 2. 掌握普通命名法和系统命名法的基本原则，并能熟练 命名烷烃和环烷烃。
H
C2旋转 60o
H CH3
CH3
60o
H3C
H
H
2H
C1 H3
对位交叉式（anti）
（反交叉式）
H
H
H3C
H
部分重叠式
甲基间距离
较不稳定
最远(最稳定)
60o
CCHH33
60o
H
H
H
H
邻位交叉式 （gauche）
较稳定
CH3 CH3
……
H
H
H
H
全重叠式
甲基间距离最近 （最不稳定）
H
H
H
邻位交叉式 （gauche）
A：构象异构体之间不可能完全分开 B：构象异构体之间的转换不需断键
描述立体结构的几种方式
H
1 C H H
H H
C 2
H
伞形式
H2 H H
H H 1H
锯架式
注意Newman投影式的写法
H2
H
H
11
H
H
H
Newman投影式
1. 乙烷的构象
小于两个H 的 von der waals 半 径（1.2Å）之和， 有排斥力
CH3
4 C （季碳，四级碳）
quaternary carbon
➢ 分析下列化合物所含碳原子种类
H3C CH2 CH2 CH2 CH3 二种类型 2 C
H3C
CH3 CH CH2
CH3
二种类型 1 C
CH3
CH3
H3C CH CH2 C CH3
CH3 二种类型 1 C
➢ 碳原子种类的扩展
H3C CH2 CH2
3. 了解同系物沸点、熔点变化规律。
4. 掌握烷烃和环烷烃的化学性质及影响因素。 5. 掌握构象异构和顺反异构产生的原因、特 点、命名及书写。
第一节 烷 烃
◆ 烃 ：由C、H 两种元素组成的化合物 叫碳 氢化合物，简称烃。根据碳架的形状及碳原 子间连接的方式分类如下：
脂肪烃
饱和脂肪烃（烷烃） 不饱和脂肪烃（烯烃、炔烃、二烯烃）
H 2.3 Å H
C H
H
C H
H
60o
H H 2H 11
C1旋转
H
H
H
<60o
H
H2 H
C1旋转
11
H
H
H
HH 11 2 HH HH
交叉式构象
扭曲式构象
重叠式构象
staggered conformer
skewed conformer
eclipsed conformer
原子间距离最远 内能较低 （最稳定）优势构象
碳原子的四种类型
1 H（伯氢）
2 H（仲氢）
H3C CH2 CH2 CH3
1 C（伯碳，一级碳） primary carbon
2 C （仲碳，二级碳） secondary carbon
H3C
CH3 3 H（叔氢） CH CH3
3 C （叔碳，三级碳）
tertiary carbon
CH3
H3C C CH3
（构象） ➢ 不同的构象之间为构象异构关系（一类立体异构现象）
乙烷的两种构象
构象(conformation)：
原因： 由于σ键绕键轴“自由”转动，非键合原子或基团在 空间产生不同的排列
由于单键旋转所形成的异构体称构象异构体
构象异构体的数量： 无数
典型构象：根据能量的高低具有代表性的构象 构象异构体的特点：
H3C CH CH3
H3C
CH3 C CH3
1自由基 （伯自由基）
2自由基 （仲自由基）
3自由基 （叔自由基）
H3C CH2 CH2 CH2
H3C
CH3 C CH3
1碳负离子 （伯碳负离子）
3碳正离子 （叔碳正离子）
(三).构象 (comformation) 和构象异构体
➢ C—C单键是可以旋转的 ➢ 单键的旋转使分子中的原子或基团在空间产生不同的排列
分子中原子和基团在
旋光异构（手性产生）
空间的排布不同
（二） C原子和H原子的种类
① 与一个碳相连：一级碳原子，或伯碳（primary）， 用10C表示，一级碳上的氢称一级氢，用10H表示。 ② 与两个碳相连：二级碳原子，或仲碳（secondary）， 用20C表示，二级碳上的氢称二级氢或仲氢，用20H表示。 ③ 与三个碳相连：三级碳原子，或叔碳（tertiary）， 用30C表示，三级碳上的氢称三级氢或叔氢，用30H表示。 ④与四个碳相连：四级碳原子，或季碳（quaternary）， 用40C表示
（有无数个）
键电子云排斥， von der waals排斥力，内能较高 （最不稳定）
乙烷构象转换与势能关系图
poteH 2H 11
旋转60o HH
H
H
2 HH 1
旋转60o
H
1
H
H2 H
11 H
H
HH
H
……
HH 1 HH HH
12.1
旋转中须克服能垒——扭转张力 • 电子云排斥 • 相邻两H间的von der waals排 斥力
烃 脂环烃 饱和脂环烃（环烷烃）
不饱和脂环烃（环烯烃、环炔烃） 芳香烃 含苯芳烃（萘、蒽、菲）
非苯芳烃
◆烷烃
定义：分子中只含 C、H 两种元素；
烃分子中碳原子之间以单键连接，碳原
子的其余化合价完全为氢原子所饱和。
烃分子中所有化学键均为σ 键，即
通式：CnH2 n + 2
CSP3 CSP3
CSP3 H1S
丁烷构象转换与势能关系图
potential energy (KJ/mol)
H CH3
H
H
H3C
H
CH3 CH3
H
H
H
H
H CH3
H
H
H
CH3
22.6
14.6
14.6
CH3
H
H
H
H
CH3
3.8
CH3
H3C
H
H
H
H
3.8
CH3
H
CH3
H
H
H
CH3
H
H
H
H
CH3
0
H HH 1
HH H
H H 1H
HH H
0
60
120
degrees of rotation
一般情况下( T>-250oC): ➢单个乙烷分子：绝大部分时间 在稳定构象式上。 ➢一群乙烷分子：某一时刻，绝 大多数分子在稳定的构象式上。
2. 丁烷的构象
12
3
4
H3C CH2 CH2 CH3
4CH3
H
3