有机化学第二章1讲述

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大学有机化学第二章饱和烃

大学有机化学第二章饱和烃

绿色化学与可持 续发展
随着环保意识的提高,绿色 化学和可持续发展已成为有 机化学的重要发展方向。研 究和发展环境友好、资源节 约的合成方法与技术,对于 实现可持续发展具有重要意 义。
计算机辅助ห้องสมุดไป่ตู้机 合成设计
随着计算机科学的发展,利 用计算机辅助设计工具进行 有机合成已成为可能。这种 方法有助于提高合成效率和 降低成本,为有机化学的发 展开辟了新的途径。
环烷烃的化学性质
01
02
03
加成反应
环烷烃中的碳碳单键可以 被氢气、卤素等试剂加成, 生成相应的烷基卤化物或 醇类。
开环反应
在酸或碱催化下,环烷烃 可以发生开环反应,生成 链状烷烃。
氧化反应
环烷烃在常温下容易被氧 化剂氧化,生成酮、醛等 化合物。
05 不饱和烃
烯烃和炔烃的结构
烯烃结构
烯烃是含有碳碳双键的烃类,双 键连接的两个碳原子为sp2杂化, 双键中的一根键为π键,另一根
命名法
系统命名法
根据国际纯粹与应用化学联合会 (IUPAC)的规定,采用系统命名法 对饱和烃进行命名。主要依据碳链的 长度和取代基的种类、位置来确定烃 的名称。
习惯命名法
对于一些简单的饱和烃,可以采用习 惯命名法,如甲烷、乙烷、丙烷等。
03 烷烃
烷烃的结构
烷烃由碳原子和氢原子组成, 碳原子之间通过单键连接,形 成链状或环状结构。
重要性及应用
01
基础理论
烷烃是学习有机化学的基础,对 于理解其他烃类和有机化合物的 性质至关重要。
工业应用
02
03
科学研究
烷烃是石油工业的主要组成部分, 用于生产燃料、润滑油、溶剂等。
烷烃是合成其他有机化合物的重 要原料,在药物合成、材料科学 等领域有广泛应用。

02有机化学中的电子效应和空间效应2概要

02有机化学中的电子效应和空间效应2概要
① 烷基与饱和碳原子相连: 烷基是吸电子的诱导效应
实验依据
H3C H3C H C CH3 H3C H3C D C CH3
(1)烷基与C相连
已知D的给电 子能力比H强 CH3是吸电子 的诱导效应
μ=0.44×10-30C· m
μ=0.47×10-30C· m
文献报道的烷基电负性 H 2.10 CH3 2.21 (CH3)2CH 2.24
济南大学 化学化工学院
第二章 有机化学中的 电子效应和空间效应
目录
一. 有机化学中的电子效应
1. 诱导效应 2. 共轭效应和超共轭效应 3. 场效应 4. 烷基的电子效应
二. 有机化合物的空间效应
1.空间效应对化合物稳定性的影响 2.空间效应对酸碱性的影响 3.空间效应对反应活性的影响
第二章 有机化学中的电子效应和空间效应
Cl
<
Cl
<
Cl
34
伯卤代烷的乙醇解的相对速度是与中心碳原子 连接的烷基大小相关的。
R EtOH + H C Br H
R H3CCH3CH2(CH3)2CH(Isopropyl)
R EtO C H + HBr H
SN2 反应
相对速度 1.0 0.28 0.03 4.2× 10-5
乙氧基从背后进攻
R越大,位阻越大
(CH3)3C 2.26
24
② 烷基与不饱和键相连 吸电子的诱导效应 给电子效应
CH3
给电子的共轭效应 (σ-π超共轭) 酸性
COOH
HCOOH > CH3COOH
25
<
>
COOH
③ 烷基与碳自由基相连 吸电子的诱导效应 给电子的共轭效应 (σ-p超共轭) 稳定性 给电子效应

有机化学课件(贺红举)第二章1不饱和烃

有机化学课件(贺红举)第二章1不饱和烃

(2) 高锰酸钾氧化
烯烃与高锰酸钾溶液反应,使紫红色的高锰酸钾溶液 褪色,是检验烯烃的简便方法.
反应产物与反应条件有关:
①在稀、冷KMnO4(中性或碱性)溶液中生成邻二醇
C C
稀、冷 KMnO4
OH C C
OH
★结果是在双键位置顺式引入两个羟基。(高锰酸钾 也可用四氧化锇(OsO4)代替 )
或碱性、中性条件下加热
例:
5 4 3 2
CCH2 CH3 CH3 CH2 CH
CH3 1CH2
3-甲基-2-乙基-1-戊烯
CH3 CH3 CHCH
1
CH2 CH3
5 4
6
2 3
CCH3
2,4-二甲基-3-己烯
1CH3
CH3 CHCH
2
3
CH(CH2)8 CH3
2-甲基-3-十三碳烯
4 ..
13
3. 顺反异构体的命名
(1) 顺反命名法: 顺式:相同的两个基团在双键同侧; 反式:相同的两个基团在双键两侧。 在烯烃名称前相应的加“顺”或“反”字即可
H3PO4/硅藻土 CH2=CH2 H2O 300 C, 7-8MPa
o
CH3CH2OH
(6) 与HO-Br或HO-Cl的加成
烯烃与卤素(Br2, Cl2)在水溶液中的加成反应。生成卤 代醇,也生成相当多的二卤化物。
δδ+
Br CH3CHCH2 OH
CH3CH=CH2 + HO
Br
•加 成 反 应 的 结 果 , 双 键 上 加 上 了 一 分 子 次 溴 酸 (HO-Br)或次氯酸(HO-Cl),所以叫和次卤酸的加成. 实际上是烯烃和卤素在水溶液中的加成。此反应 可以在含双键的化合物中同时引入 X和OH两个官 能团。

有机化学课件第二章烷烃

有机化学课件第二章烷烃
第6页/共76页
▪烷烃分子中,随着碳原子数的增加,烷烃的构造异 构体的数目也越多. ▪写出C7H16的同分异构体?
第7页/共76页
(3)同系物
烷烃的通式 CnH2n+2, 直链烃的通式可写为: H-(-CH2-)n-H
同系物—在组成上相差一个或多个 CH2—同系列相邻的两个 分子式的差值 CH2 称为系差.
第8页/共76页
(4)烷烃中碳原子的分类:
在烃分子中仅与一个碳相连的碳原子叫做伯碳原子(或一级碳原子,用1°表 示)
与两个碳相连的碳原子叫做仲碳原子(或二级碳原子,用 2°表示)
与伯,仲,叔碳与原三子个 碳相相连连的的3H碳° 表原原示子子)叫,分做别叔 碳称原为子伯( 或,仲三,叔级 碳H原原子子, 用
烷烃的物理性质:
• 1、状态:在常温常压下,1至4个碳原子的直链烷烃是 气体,5至16个碳原子的是液体,17个以上的是固体。
• 2、熔沸点:随分子量的增大而升高,原因:⑴ 分子 大,接触面积大,范德华力大;⑵ 分子大,分子运动 所需能量大。
• A 烷烃的沸点 随C数增加的变化: • 1) 直链烷烃的沸点随着分子量(碳数)的增加而有规律
第35页/共76页
•乙烷的C- C 键
Stuart模型
乙烷分子中C-C键(C-H键用直线表示)
第36页/共76页
其他烷烃:据测定,除乙烷外,烷烃分子的碳链并不排布在 一条直线上,而是曲折地排布在空间。这是烷烃碳原子的四 面体结构所决定的。如丁烷的结构:
烷烃分子中各原子之间都以σ键相连接的,所以两个碳原子可以相 对旋转,形成了不同的空间排布。实际上,在室温下烷烃(液态 )的各种不同排布方式经常不断地互相转变着。
2P
2S

第二章 有机化合物的结构理论

第二章  有机化合物的结构理论

H—H键的电子云是围绕键轴对称分布的,这种类型的键叫做σ键。
2.共价键的饱和性。 如果一个未成对电子已经配对,就不能再与别的原子的未成对电 子配对。例如氯化氢分子中的氢原子和氯原子的未成对电子已互相配 对,就不能再与其它的原子形成共价键。
3.共价键的方向性。 原子轨道互相重叠程度越大,体系能量就越低,形成的共价键也 就越牢固,因而应使原子轨道最大限度地互相重叠。例如两个2px轨道 只有在x轴方向上才能最大限度地互相重叠形成σ键。两个原子的p轨 道若互相平行,则在侧面能有最大的重叠,这种类型的共价键叫做π 键,π电子云分布在两个原子键轴的平面的上方和下方。
2.异裂(heterolytic) 共价键异裂时,成键的一对电子为某一个原子或基团占有,生 成正离子和负离子。通过共价键的异裂的反应叫做离子型反应。 大多数有机反应都是离子型反应或自由基反应。此外还有协同 反应,在协同反应中,既无自由基也无离子生成,共价键的断裂 和形成是同时进行的。
2.3. 分子间的弱相互作用力 一. 分子间的弱相互作用力类型 分子中相连原子之间存在强烈的吸引力,这种吸引力叫做化学键, 它是决定分子化学性质的重要因素。在物质的聚集态中,分子之间还存在 着一种弱的吸引力,把它统称为范德华(van der Waals)引力,它是决定 物质的沸点、熔点、气化热、熔化热、溶解度、粘度、表面张力等物理化 学性质的重要因素。从本质上讲,这种吸引力是由于分子中电荷分布不均 匀[或瞬间分布不均)而出现的静电作用力。常见的有如下3种。 (1). 偶极-偶极作用力(静电力):这种作用力产生于极性分子的静电相互作 用。如氯甲烷分子中,氯原子电负性较大,氯原子一端带有部分负电荷, 而碳原子上带有部分正电荷。一个分子带负电荷的一端吸引另一个分子带 正电荷的一端,于是分子间出现正负极相吸的排列,即

有机化学第二章

有机化学第二章

KMnO4
RCOOH + R'COOH
3 异构化反应-提高汽油的质量
AlBr3/HBr 27oC
4 裂化反应
400~700oC or heat, cat.
CnH2n+2
H2 + C mH2m+2 + C n-mH2(n-m)
2.6 烷烃的天然来源
► 烷烃的天然来源
(P:38)
C5-C6 C7-C9 C11-C16 C16-C18
说明:烷烃的溴代反应常用于叔氢原子的选择性卤代。
理论解释
烷烃的结构 键能 KJ/mol
-1
不同卤原子的比较 Cl2 Br2
伯氢
仲氢 叔氢
RCH2-H
R2CH-H R3C-H
405.8
393.3 376.6 活性增大 易形成自由基
1
4 5
1
82 1600
自由基的稳定性: R3C>R2HC>RH2C>CH3
► 结构简式
CH3CH3
► 键线式
CH2 CH2
CH3CH2OH
CH3 O CH3
2.1.2
戊烷(pentane)的异构体
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3 CH3
CH3 H3C C CH3 CH3
练习:写出分子式为C6H14的同分异构体
随碳原子数的增多,同分异构体数目剧增,这是有机 化合物分子多样性的原因之一。
溴的选择性比氯好 F2易爆炸,I2难反应
过渡态理论
► 始态(反应物) ►A
过渡态
终(产物)
+ B-C
►A
+ B-C
A-B +C (Transition state) [A B C ] A-B +C

有机化学-第二章-烷烃和环烷烃(二)

有机化学-第二章-烷烃和环烷烃(二)

英文简写 Me Et n-Pr i-Pr n-Bu s-Bu i-Bu t-Bu
neo-Pentyl
有机化学 第二章
13
烷烃的命名
有机化学 第二章
14
普通命名法
有机化学 第二章
15
普通命名法
局限:复杂 的烷烃无法 命名。
有机化学 第二章
16
衍生命名法
以甲烷为母体,把其它的烷烃都看作是甲 烷的烷基衍生物。
有机化学 第二章
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CH3
1
H 2H
H
CH3 H 1 2 CH2
H
CH2
H
H
1
2 HCH3 H
H
H 1 2 CH2
CH3
CH2
H
取代基处在e 键上稳定。
有机化学 第二章
66
有机化学 第二章
12
一些烷基(alkyl)结构及名称
烷基 CH3 CH3CH2 CH3CH2CH2 CH3CHCH3 CH3CH2CH2CH2 CH3CH2CHCH3
(CH3)2CHCH2 (CH3)3C (CH3)3CCH2
烷基名称 甲基 乙基 正丙基 异丙基 正丁基 仲丁基 异丁基 叔丁基 新戊基
有机化学 第二章
62
环己烷可以由一种椅型构象翻转成另一 种椅型构象,原来的a键变为e键,原来的e键 变为a键:
翻转
一种椅型构象经半椅型、纽船型、船型翻转 成另一种椅型构象。在能量上:
椅型构象 < 纽船型构象 < 船型构象 < 半椅型构象
有机化学 第二章
63
环己烷的有构机化象学 第翻二章转
64
2.4.4 取代环己烷的构象
稳定性:

有机化学授课讲义-第二章有机化合物的分类及命名.

有机化学授课讲义-第二章有机化合物的分类及命名.

第二章有机化合物的分类及命名教学目标:了解有机化合物分类方法教学重点:按官能团分类,官能团名称——官能团结构——化合物类名§2.1有机化合物分类有机化合物数目庞大,目前已有一千万种以上,每年以万计数目增长。

为了便于系统的学习和研究,必须进行科学的分类。

随着有机化学的发展,有机化合物的分类方法也在发展,有多种分法。

通用的是按分子的碳架结构和有特征反应的官能团两种分类方法。

一、按分子碳架分类按碳架分类,有机化合物可以分为三大类1.开链化合物2.碳环化合物在碳环化合物分子中,根据环的结构又可分为两类:1)脂环族化合物脂环族化合物的结构与性质与脂肪族化合物的相似,故称为脂环族化合物。

如2)芳香族化合物化合物中含有苯环,它们的结构和性质与脂环族化合物不同,有芳香性,故称为芳香族化合物。

3)杂环化合物组成的环骨架的原子除C外,还有杂原子,这类化合物称为杂环化合物。

如:二、按官能团分类按分子中含的官能团对化合物进行分类,有相同官能团的化合物分为一类。

请参阅P35表2-1,一些常见官能团及其名称表。

这个表的顺序要记牢,命名时要用到。

从上到下,优先次序依次降低。

在教科书中,一般是把这两种另类方法结合,先按碳架分类,再按官能团分子为若干系列。

(插入3页)1§2.3系统命名法教学目标:掌握有机化合物系统命名的基本步骤。

教学重点:最低系列原则,顺序规则,官能团优先顺序一、有机化合物系统命名的基本步骤有机化合物系统命名分四步完成:选择主要官能团,确定取代基在主链上位次,确定取代基列出顺序,写出全称。

1. 选择主要官能团较复杂的有机化合物分子中可能含有多种官能团,要从中选择一种做为主要官能团,按主要官能团确定化合物类别定名称。

选择主要官能团的方法是按P35中“一些常见官能团及其名称表”里列出的官能团顺序进行选择。

习惯上把排在前面的官能团选做主要官能团,命名时称为某某化合物,排在其后面的官能团看成取代基。

有机化学第二章饱和烃

有机化学第二章饱和烃

06:32
31
第二章 饱和烃
四、乙烷和丁烷的构象 看书回答:乙烷交叉式和重叠式之间的内能差相有多大? 室温下两种构象能否完成转化?几乎全都是交叉式构象 的条件是什么?在常温条件能否将它们分离?
概念:扭转能(torsional energy);扭张力 (torsional strain)
06:32
32
第二章 饱和烃
四、乙烷和丁烷的构象 乙烷构象间转换时的能量变化。
E
重叠式构象
HH
H H
H
HH
HH
交叉式构象
H
H
H
HH
HH
HH
H
H
H
H
H
H
12.1 kJ / mol
60120Fra bibliotek180
240 旋转角度
能量最低的构象最稳定,最稳定的构象称为优势构象。
06:32
33
第二章 饱和烃
丁烷的构象:P20中间的图
支链化的结果是接触部分减少见,沸点降低,见表2-3。
06:32
36
第二章 饱和烃
五、烷烃的物理性质 另外:分子的动能是气态的大于液态的,液态的大于 固态的。相对分子质量增大后,使分子动起来的能量 要增大,所以要提高温度。
1.状态:室温下,碳原子数:1—4 气态;5—17 液 态;18以上 固态。同分异构体中,有支链者沸点低; 支链越多,沸点越低。
C原子的杂化轨道
23
第二章 饱和烃
C的sp3杂化轨道与H的1s轨道重叠示意图
06:32
24
第二章 饱和烃
乙烷分子中原子轨道重叠示意图
C-H键或C-C键中成键原子的电子云是沿着它们的轴 向重叠的,这样形成的键叫做σ键。

大学有机化学(第二版)第二章

大学有机化学(第二版)第二章
H3C H H CH 3 H H
H 3 C CH
3
H H
H H
对位交叉式
部分重叠式
邻位交叉式
全重叠式
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(三) 直链烷烃的构象
直链烷烃的优势构象是能量最低的对位交叉 直链烷烃的优势构象是能量最低的对位交叉 在空间排布绝大多数呈锯齿形 式,在空间排布绝大多数呈锯齿形
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六、烷烃的物理性质(自学) 烷烃的物理性质(自学) 七、烷烃的化学性质 (一)氧化反应 CnH2n+2+(3n+1)/2O2 nCO2 + (n+1)H2O
7 主链
当一个支链烷烃具有几条相同长度的碳 链可作为主链时, 链可作为主链时,则应选择具有侧链数目最 多的链或侧链具有最低位次的链作为主链。 多的链或侧链具有最低位次的链作为主链。
烷烃的位次编号: (2) 烷烃的位次编号:主链从一端向另一 端编号,位次用阿拉伯数字表示, 端编号,位次用阿拉伯数字表示,在有几种 编号可能时,应当遵循“最低系列”原则。 编号可能时,应当遵循“最低系列”原则。 最低系列:得到两种或两种以上的不同 最低系列: 编号的系列, 编号的系列,则顺次逐项比较各系列的不 同位次,最先遇到的位次最小者, 同位次,最先遇到的位次最小者,定为最 低系列” 低系列”
想一想
试指出各碳原子的类型
CH3 CH2 CH CH3 C CH2 CH3
4 5 3 8 2 7 1 6 9
CH2 CH2
键线式 ° C6、C7 — 1° C8 — 2° ° C9 — 1° °
C1 — 4° ° C2 — 3° ° C3、C4、C5 — 2° °
四、烷烃的命名
(一)普通命名法 根据分子中碳原子数目称为“某烷” 根据分子中碳原子数目称为“某烷”,碳 原子数十个以内的依次用甲 原子数十个以内的依次用甲、乙、丙、丁、 戊……癸表示,十以上的用汉字数字表示碳 癸表示, 原子数 构造异构体用“ 构造异构体用“正、异、新”表示

高等有机化学 第二章周环第一讲

高等有机化学 第二章周环第一讲

~
反 键 轨 道
成 键 轨 道
成键轨道相关 加热允许
C 能量相关理论
允许反应的相关图的特征:
反应物和产物的成键轨道间以及反键轨道间
相关:
相关轨道的对称性相同;
相关轨道的电子占有情况相同。
~
~
C C. 芳香过渡态理论
Dewar , Zimermann
有机反应中,如能生成芳香性过渡态,则反应 过渡态能量较低,活化能较小,反应容易进行。
在化学反应过程中,能形成 环状反应过渡态的协同反应。
3、周环反应的理论研究
1965 Woodward , Hofmann “ 协同反应中轨道对称性 守恒原理”
Robert Burns Woodward
(1917~1979)
Roald Hoffmann
(1937~)
Kenichi Fukui
福井谦一 (1918~1998)
C 能量相关理论
例: 1,3-丁二烯 → 环丁烯
~
m
m
a
a
s
a
a
s
s
s
C 能量相关理论
(3)能量相关理论的判断方法
在成键轨道和反键轨道间画一分界线:
相关图中所有关联线都不超越分界线 ——反应以低活化能进行,
——加热允许(allowed)(相关); >
凡有关联线超越分界线
——反应在能量上不利,
——加热禁阻(forbidden).
C 能量相关理论 (2)能级相关图的绘制规定
① 将反应物中涉及旧键断裂和产物中涉及
新键形成的分子轨道按能级高低顺序由
上而下分列两侧。
>
② 选择反应过程中始终有效的对称因素 (镜面m ,二重轴C2 ) ,标出轨道对称性 >

有机化学第二章烷烃和环烯烃

有机化学第二章烷烃和环烯烃

氯代反应和溴化反应都有选择性,但溴代反应的选择性 比氯代反应高得多。
[X H R]=
过渡态 1
过渡态2 [R X X]=
Ea
R
RH X
RX X
烷烃卤代反 应时,并不是直 接生成中间体自 由基,而是先经 过一个过渡态。
过渡态与起 始态的能量差称 为活化能Ea。
卤代反应是否容易进行,取决于活化能的大小。不
甲烷氯代反应的适用范围
CH4
Cl2 300-400o
CH3Cl +
Cl2 hv
or hv HCl
CH2Cl2
Cl2 hv
+
HCl
CHCl3 +
Cl2 hv
HCl
CCl4 +
HCl
1、 该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。 2 、该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳,不适 宜制备二氯甲烷和三氯甲烷。
CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
CH2 CH2 CH3 CH2 CH3
分子间接触面积大 作用力强
bp:36℃
分子间接触面积小 作用力弱
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3 CH3
bp:9.5℃
(三) 密度
烷烃的密度均小于1(0.424-0.780)。
(四) 饱和烃的偶极矩
偶极矩均为0。
同的卤代反应以及在同一烷烃的不同部位的反应的活化 能都是不同的。
2、自由基反应
自由基的定义
带有孤电子的原子或原子团称为自由基。 含有孤电子碳的体系称为碳自由基。
CH3CH2 一级碳自由基
CH3CHCH3 二级碳自由基
CH3CCH3

浙江大学有机化学讲稿有机化合物分类及命名

浙江大学有机化学讲稿有机化合物分类及命名

H2 1
5 CH3
HO
5 _ 甲 基 _ 2 _ 异 丙 基 苯 酚
4. 醚
结构比较简单的醚:“烃基名称 + 醚字” [注 意:优先基团写在后面]。
C3HOC(C 3)3 H甲 基 叔 丁 基 醚 C3H OC 6H 5 甲 基 苯 基 醚 ( 俗 称 苯 甲 醚 )
(1)双键和叁键处于不同的位次:按最低系列原则 给双、叁键以尽可能低的位次编号,称为烯炔。
C 5 3 C 4H = C H 3 H C 2= C 1 H
3_戊 烯 _1_炔
C3H
= = 7 6 5 4 3 2
1
C3 C H CC C2 H C HC H 2H
4_甲 基 _1_庚 烯 _5_炔
(2)双键、叁键处在相同的位次:选择给双键以最低 的位次编号。
5
6
4
7
二 环 [3.3.0]辛 烷
1 23
8,8-二甲基二环
[3.2.1]-2-辛烯
四、芳烃
1. 单环芳烃:苯环上连有多个烃基时,以苯基 为母体,并遵循“最低序列”和“优先基团后 列出”的原则命名。
CH 2CH 3
CH 2CH 2CH 3
1 2 CH 2CH 2CH 3
3 2 CH 3
1 C,H 32 C_ H 2二 C甲 H 2C基 H 2_ 53 4_ 3丙 基 苯1 _ 乙 基 _ 2 _ 1 丙 C基 H 3_ 5 _ 丁 基 苯
官能团是指分子中活性较高、容易发生反应 的原子或基团。官能团决定化合物的性质, 含有相同官能团的化合物性质相似.
常见官能团见P20,表2-1。
第二节 命名方法
一、普通命名法:
普通命名法是以分子中所含碳原子的数目,用 “天干”-甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、 壬、癸和中国数字十一、十二等命名的;而对碳 链异构体则以正、异、新、伯、仲、叔、季等形 容词区分之;对烃的衍生物还可将碳链从与官能 团相连的碳原子开始依次用 α、β、γ┄┄等希腊字 母来表示取代基的位置,再加上官能团的名称而 命名的。

有机化学第五版-李景宁主编第2章烷烃上课讲义

有机化学第五版-李景宁主编第2章烷烃上课讲义

第七节 烷烃的卤代反应历程 一、甲烷的卤代历程 二、卤素对甲烷的相对反应活性 三、氢原子反应活性与自由基的稳定性
第八节 过渡态理论 一、反应进程的过渡态与能量变化 二、甲烷氯代反应的能量变化 三、过渡态与中间体、反应热与活化能
第九节 甲烷和天然气
一、构象(conformation)
二、乙烷的构象
三、正丁烷的构象
研究思路:
一、甲烷的卤代历程
1. 甲烷和氯气反应的实验事实:
2. 根据实验事实,提出如下机理:
链引发(chain initiation):
链传递(chain propagation):
理论上可把所有甲烷分子中的氢原子全夺 去。事实上,连锁反应不可能永久传递下去, 直到自由基互相结合或与惰性物种结合而失去 活性时,这个连续的反应就终止了。
几种烷烃的混合物,是实验室常用的溶剂。通常以 沸程分为
• 石油醚30-60(bp 30~60℃)
• 石油醚60-90和石油醚90-120等。
第六节 烷烃的化学性质
一、化学性质稳定
原因:
(1)C—C、C—H σ 键的键能大,不易破裂
化学键
C—C C—H
键能/(kJ·mol-1) 345.6 415.3
例如:
第二节 烷烃的命名
一、普通命名法 二、烷基的命名 三、系统命名法
一、普通命名法
1. 正(normal)某烷
C1~C10 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 > C10 汉文数字
正己烷 n-hexane 2. 异(iso)某烷 碳链一末端带有两个甲基。
特殊:
衡量汽油品种的基准物质,其辛烷值为100
构造 分子中原子的排列顺序

有机化学第2章_烷烃和环烷烃

有机化学第2章_烷烃和环烷烃
烷烃的卤代反应机理是自由基取代机理。
以甲烷的氯代反应为例,有如下反应事实: (1)在室温、黑暗中不反应;加热或光照下 进行,一经开始便可自动进行; (2)产物中有少量乙烷; (3)如有氧或有一些能捕捉自由基的杂质存 在,会推迟反应的进行。
以上实验事实,说明该反应是为自由基反应! 自由基反应大多可被光照、高温、过氧化物 所催化,一般在气相或非极性溶剂中进行。
H 一氯甲烷
生成的一氯甲烷还会继续被氯代,生成二氯甲 烷、三氯甲烷和四氯化碳四种产物的混合物。
CH2Cl2
二氯甲烷
CHCl3
三氯甲烷
CCl4
四氯甲烷
(二)卤代反应 2、卤代反应的反应机制
反应机制(反应历程):化学反应所经历的途 径或过程 ,是根据实验事实,对反应做出的 详细描述和理论解释。
研究反应机理的目的是认清反应本质,掌握反 应规律,从而达到控制和利用反应的目的。
σ(s-sp3)
键角为109.5°
σ(s-sp3)
(2)乙烷(CH3CH3)分子的结构
除了H原子的s轨道电子与C原子的sp3轨道 电子以“头碰头”方式重叠形成s-sp3共价键外 ,也存在两个C原子的sp3轨道电子之间的配对
。σ(s-spσσ3) 键键可:沿旋键转轴不“影自响由轨道”重转叠动程;度重叠,程即
自由基
概念:带有孤电子的原子或原子团称为自由基
结构特点:三种可能结构(1)刚性角锥体, (2)迅速翻转的角锥体,(3)平面型。
C
C
C
自由基非常活泼,具有很强的反应活性。
CH2 > CH2 CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH
> CH3CH2 > CH3 >

有机化学第二章培训讲学

有机化学第二章培训讲学

有机化学第二章致谢本册有机化学的课本问题及解答是在彭梦侠老师的指导下,以及在092班杨兰芳、092班蔡少丽、092班林佳敏、083班蔡世良同学的大力帮助下完成的。

但是由于在时间上比较急促,仍有很多地方出现谬误。

希望师弟师妹们发现后能及时更正!谢谢!2010年2月27日第二章问题2-1 写出庚烷(C7H16)的同分异构体的构造简式和键线式。

解:构造简式键线式CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH2CH2CH3CH3CH3CH2CHCH2CH2CH3CH3CH3CCH2CH2CH3CH3CH3CH 3CH 2CCH 2CH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CHCHCH 3CH 3CH3CH 3CHCCH 3CH 3CH 3CH3问题2-2 标出下列有机化合物中的伯、仲、叔和季碳原子。

(CH 3)2CHCH 2CH(CH 3)3 解:CH 3)3CHCH 2C(CH 3)3(1。

32411。

问题2-3 用系统命名法写出问题2-1中庚烷的各同分异构体的名称。

解:庚烷 ; 2-甲基己烷; 3-甲基己烷; 2,2-二甲基戊烷 3,3-二甲基戊烷; 2,3-二甲基戊烷; 2,4-二甲基戊烷 3-乙基戊烷 ; 2,2,3-三甲基丁烷问题2-4 按照σ键的涵义,sp 3-s 、sp 3-sp 3是σ键,而1s 和2px ,2p y 和2p z 能否形成σ键?解:1s 与2px ,2py 和2pz 沿着p 轨道的对称轴方向重叠可形成δ键。

1S-Px1S-Py1S-Pz问题2-5 为什么在结晶状态时,烷烃的碳链排列一般呈锯齿状? 解:由于sp3轨道之间的夹角为109。

28‘,所形成的化学键的键角也应为109。

28’,实际上只有对称结构的烷烃才有这样的键角,大多数烷烃的键角在111。

~113。

,尽管如此,仍接近109。

28’,故碳链呈锯齿状,在结晶状态时,碳链排列得整齐。

问题2-6 根据下列分子的凯库勒模型,写出其楔形透视式、锯架透视式和纽曼投影式。

第二章-有机化学中的溶剂效应

第二章-有机化学中的溶剂效应

指偶极分子中电量相等的两个相反电荷中的
一个电荷的电量(q),与这两个电荷间距离 (d)的乘积,单位:德拜(D)。即:
Cl
例:
μ=q×d
μ=1.54D
6
有机溶剂的偶极矩μ在0~5.5D之间。
极性溶剂:分子中具有永久偶极的溶剂。 分子中没有永久偶极的溶剂,如环己烷、苯等。
无极性溶剂
μ<2.5D的有机溶剂,如氯苯、二氯甲烷等。
Cl-
SO2
黄色
C
黄色
+ [Cl-]SO2
SO2
H3C
O
C Cl
SbCl5
四氯化碳(ε=2.2)中析出
H3C
C O SbCl6-
三氯甲烷(ε=4.8)中析出
26
溶剂效应对均相化学平衡反应的影响(1)

G

GA,I GA,II
ΔGA -ΔGII
ΔGB
-GI GB,I
A
B GB,II
平衡反应溶剂化自由焓图
13
按专一性溶质、溶剂相互作用分类
质子传递型溶剂:含有能与电负性元素(F、Cl、O、S、
N、P)相结合的氢原子,ε>15。
水、醇、酚、羧酸、氨、未取代酰胺等 非质子传递极性溶剂:高介电常数,高偶极矩。
丙酮、DMF、硝基苯、乙腈、二甲 基亚砜、环丁砜等 非质子传递非极性溶剂:低介电常数,低偶极矩。
第二章 有机化学中的溶剂效应
1
溶剂的性质与作用
溶剂的有限压缩性和较高的密度:相互排斥和吸引; 溶剂及一些未参与反应的中性盐等会影响反应热力学和动力学性能,从而改变反应
机理和反应速率; 选择溶剂:考虑溶解性能、沸点、无毒、低成本, 反应速率和方向的影响。
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③ 把取代基按次序规则排列较优基团后列出写在母体名称之前, 在取代基名称之前标出位置,并用短横连接
④ 如果是复杂的带有分支链的取代基,从与主链相连的碳原子 开始对支链编号。把分支链的位置及名称写在支链取代基名 称前,一起放在括号内,括号前标出支链位置
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11
取代基的次序规则:
① 将各取代基与主链直接相连的第一个原子按原子序数大小排列,大 者为较优基团排在后边,若是同位素,重同位素为较优基团
13
选择主链:把构造式中连续的最 长碳链——作为母体称为某烷
123
CH3 CH2 CH CH3
C4 H2 C5H3
3-甲基戊烷
注意:不能只把书面上得直链看作主链,凡连续 相连的碳原子都应包括在一条碳链内
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14
如果构造式中较长的碳链不止一条时,则选 择带有最多取代基的一条为主链
4321
10 9 8 7
CH3
65
432 1
CH3
2,7,8-三甲基癸烷
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19
CH3
CH3 CH2 CH CH CH2 CH CH2 CH3
CH3CH—CHCH3 CH3 CH3 none
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7
1.1.2 烷基的名称
烷烃用RH表示,烷烃分子中去掉一个 氢原子剩下的基团称为烷基,用R—表示
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8
碳原子的类型:
CH3 C
O
1
C CH2
C
O
2
C CH C C
3O
C CC C
C
O
4
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9
仲碳 叔碳 CH3
② 将各取代基与主链直接相连的第一个原子按原子序数大小排列,大 者为较优基团排在后边,若是同位素,重同位素为较优基团
③ 双键和叁键连接的原子,可以看成是与两个或三个相同的原子连接
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12
烷烃命名举例:
4 321
CH3 CH2 CH CH3
CH3
2-甲基丁烷(异戊烷)
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2,5-二甲基-4-(1-甲基丙基)庚烷
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从最接近取代基的一端开始,将 主链碳原子数编号
CH2 CH3
C7 H3
C6 H2
C5 H2
CH
4
CH
3
C2 H2 C1H3
CH3
3-甲基-4-乙基庚烷
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如果带有几个不同的取代基,命名时将 简单的基团名称放在前面,复杂的基团名称 放在后面
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5
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普通命名法的局限
CH3CH2CH2CH2CH2CH3 正己烷(hexane)
CH3CHCH2CH2CH3 CH3
异己烷( isohexane )
CH3 CH3—C—CH2 CH3
CH3 新己烷(neohexane)
CH3CH2CHCH2CH3 CH3
none
10
1.1.3 系统命名法
① 选择含有较多支链的最长碳链作为主链,根据主链碳原子数 目,称为 “某烷”,主链以外的支链作为取代基
② 从距离取代基最近的一端开始用阿拉伯数字将主链碳原子编 号,用于 确定取代基的位置
如有两种编号可能。由小到大依次比较两种编号顺序中取 代基的位次,选择首先出现取代基位次较小的编号
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 己烷 庚烷 辛烷 壬烷
癸烷
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1.1 烷烃的命名
1.1.1 普通命名法
C原子数目:<10:
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸
>10:
用中文数字(十一、十二、十三等)表示,后面加母 体名称为“某烷”
如果是某种特定结构的同分异构体,在 “某烷”前加上“正”、“异”、“新”的词缀
CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH3
CH2 CH2 CH3
56 7
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4-乙基庚烷
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取代基数目一样多时,以侧链 位次最低的链为主链
7 6 C5H 34 3 C2H 31
C 7
H
3
C 6
H
2
C 5
H C4H 3C H
C C
H H
2 3
C
H
C
H
3
C 2
H
2
C 1
H
3
2,5-二甲基-4-仲丁基庚烷
同系物的结构 相似,性质相近, 而且随碳原子数目 递增在性质上表现 出一定的变化规律
烷烃的同系列
烷烃的同系物
CH 4 CH 3CH 3 CH 3CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3
第2章 开链烃和脂环烃
只含碳和氢两种元素的有机化合物称为 烃,也叫做碳氢化合物 烃可以看成是各类有机化合物的母体 根据碳骨架的不同,烃可分为:
开链烃:烷烃、烯烃、炔烃 碳环烃:脂环烃、芳香烃
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1
1. 烷烃
烷烃大量地存在于石油、天然气和沼气中
最简单的烷烃——甲烷
烷烃是分子中碳原子间以单键连接的开链 烃,由于烷烃的碳氢比达到了最大值,所 以也称为饱和烃
季碳
CH3 CH2 CH C CH3
伯碳
CH3 CH3
H3C
1o
CH3
3o 2o 2o 1o
C4 oCH2CHCH2CH2CH3
CH3 CH3
H3C
CH3
C3o CH3
2o
CH3CH2CH
CH3
叔丁基 tert-butyl
仲丁基 sec-butylБайду номын сангаас
1o
CH3CH2CH2CH2
丁基 butyl
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烷烃的通式:CnH2n+2
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2
烷烃的结构表示:
HH H H CCC H
HH H
CH3
CH2 CH3
CHCH2 CH2CH
CH3
CH2 CH3
(CH 3)2CH(CH 2)2CH(CH 2CH 3)2
Me 2CH(CH 2)2CHEt 2
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3
可用同一通式 表示,结构和性质 相似,彼此间在组 成上相差若干个 CH2的一系列化合 物称为同系列,同 系列中各个化合物 称为同系物。
CH3
C8 H3
C7 H2
C6 H2
CH
5
C4 H2
CH
3
2CH21CH3
CH2 CH3
5-甲基-3-乙基辛烷
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如果带有几个相同的取代基,则可以合 并,但应在基团名称之前写明位次和数 目,数目须用汉字二、三、……来表示
CH3
CH3 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH3
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