第二章饱和烃

CH3CH2CHCH2CH3 CH3
CH3CH2CH2CHCH3
CH3 CH3 CH3CHCHCH3 CH3
CH3 CH3CH2CCH3
CH3
练习：写出庚烷的9种 异构体
C20H42·······················366 319
2020/11/24
• 构造异构体（碳架异构体）：分子式相同 ，分子构造不同的化合物；随着碳原子数 的增加，构造异构体的数目显著增加；
HH3C H2 H3C C C C CH3
CH3CH3
二甲基乙基异丙基甲烷
2020/11/24
（3）系统命名法（IUPAC命名法）:
IUPAC命名法的原则： a.从烷烃的结构式中选取最长链的连续 碳链作为主链。当含有不止一个相等的 最长碳链可供选择时，一般选取包含支 链最多的最长碳链做主链。
2020/11/24
的sp3杂化轨道未能形成最大程度交盖所致 。在环丙烷中三个碳在同一平面上，碳碳 夹角为60°。而碳原子以sp3杂化轨道相互 交盖时，其键角应为109.5°或接近这一值 。这就导致在环丙烷中碳碳σ键只能以弯 曲的形式交盖，即形成弯曲键。导致环张 力提高，原子轨道交盖程度降低，键稳定 性下降。
2020/11/24
2020/11/24
（2）丁烷的构象
12 3 4
H 3CC H 2 C H 2 C H 3
4CH3 H3 H
C2旋转 60o
H CH3
CH3
60o
H3C
H
H
2H
C1 H3
交叉式（anti）
（反交叉式）
甲基间距离最 远(最稳定)
60o
H
H
H3C
H
部分重叠式
较不稳定
CH3 CH3
60o
H
H
H
H
邻位交叉式
1.碳原子轨道的sp3杂化 ：
sp3杂 化轨道 形状
2.σ键的形成及其特性：原子轨道沿核间连线方 向相互接近，形成的对键轴呈圆柱形对称的分 子轨道。 σ轨道上的电子称为σ电子。
2020/11/24
2020/11/24
3.环烷烃的结构与环的稳定性 • 在环烷烃中，环越小，能量越高，体系越
不稳定。 • 环丙烷不稳定的原因是：由于成环碳原子
2020/11/24
3. 相对密度： 随烷烃相对分子量的增加，相对密度逐渐增大。 烷烃的相对密度都小于1。
2020/11/24
2020/11/24
• CH3-CH2-CH2-CH3 • CH3-CH-CH3
正丁烷 异丁烷
CH3
•
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
正戊烷 CH3
• CH3-CH-CH2-CH3 CH3 异戊烷
CH3-C-CH3 CH3
新戊烷
2020/11/24
C6H1
CH43CH2CH2CH2CH2CH3
H 2 H 2 H 2 CCC
2020/11/24
CH3 CH3
• B 二环环烷烃：分子的碳架中含有两个碳环的烃
。包括：联环、螺环、稠环、桥环四种类型。
➢桥环烷烃：以“二环”作词头，按成环碳原子的
总数称为“某烷”。合起来，即为“二环某烷”。 两环连接处的碳原子为桥头碳原子，其他碳原子为 桥碳原子。各桥的碳原子数由大到小分别用数字表 示，用圆点分开，放在方括号中，并将此方括号放 在“二环”与“某烷”之间。
H
2.3 Å H
C H
H
C H
H
2020/11/24
60o
<60o
H2
H
H
C1旋 转 H
H2H
C1旋 转
1 1
1 1
H
H
H H
H
H
H H 112H H H H
交叉式
扭曲式
重叠式
H原子间距离最远， 内能较低。 （最稳定）
H原子间距离最小， 存在较大排斥力， 内能较高。 （最不稳定）
2020/11/24
异丙基
CH3CHCH2CH3；(CH3)2CHCH2-；(CH3)3C-；
仲丁基
异丁基
叔丁基
2020/11/24
2020/11/24
2020/11/24
C H 3(C H 2)4C H 3
正己烷
CH3
C H 3 C H C H 2 C H 2 C H 3 异己烷
CH3 C H 3C H 2C H C H 2C H 3
5
H
1 6
H H
HH 3
H
HH 2H
HH 6 1 2HH
H5 H
CH2 CH2 4
3H H
2020/11/24
a
a e e
eБайду номын сангаасa
a
e
e
a
e
a
a
环己烷由一种椅式构象变成另
e
e e 一种椅式构象时，原先的a键转
a a
变为e键，原先的e键转变为a键。
a
环己烷的一元取代物一般倾向于
a
e 连在碳环的e键上，因为取代基在
2020/11/24
1，2-二甲基环己烷
CH3
CH2CH3
CH3
甲基环戊烷
CH3 CH3 C2H5
2020/11/24
CH3
CH3
1-甲基-3-乙基环己烷
CH(CH3)2
CH3 CH3
当环上碳原子数比与环相连碳链的原子数少
时，或碳链连有多个环时，碳链做母体，环
为取代基；
H 2 HH 2 H 3C C C C CH 3
反式－1，3－ 二甲基环己烷
CH3 CH3 H H CH3 CH3
CH3
CH3
2020/11/24
H CH3 H
H3C
CH3
CH3
H H
CH3 CH3
CH3
CH3
H CH3
CH3 H
顺式－1，3－ 二甲基环己烷
CH3
CH3
CH3 CH3 H
H
CH3
CH3
稳定
H3C H
CH3
H
CH3
顺式－1，4－ 二甲基环己烷
C H 3(C H 2)9C H 3 C H 3(C H 2)10C H 3 C H 3(C H 2)11C H 3 C H 3(C H 2)18C H 3
正十一烷 正十二烷 正十三烷
正二十烷
2020/11/24
（2）衍生命名法:以甲烷为母体的命名
法。
二甲基乙基甲烷
并相三选基原用同等择最子总汉表烷连多作数字示基接的母二其合烷 碳 体、
二环[4,4,0]癸烷
2020/11/24
➢螺环烷烃：两个碳环共用的碳原子称为螺原子
。命名时以“螺”字作词头。按成环碳原子总数 称为“某烷”。用方括号中的阿拉伯数字，分别 标明两个碳环除螺原子以外的碳原子数目。但顺 序是由小环到大环，数字用圆点分开。
➢环上碳原子编号顺序：由小环中与螺原子相
邻的碳原子开始，沿小环编号，然后通过螺原子 到大环。
2020/11/24
环丁烷
构造异构
CH3
CH3 CH3
H3C CH3 C2H5
CH3
环戊烷构造异构
练习：环己烷的构造异构；
2020/11/24
2.2 烷烃和环烷烃的命名
1.伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子： 伯碳原子(1º)：只与一个碳原子相联的碳原子。 仲碳原子(2º) ：只与两个碳原子相联的碳原子。 叔碳原子(3º) ：只与三个碳原子相联的碳原子。 季碳原子(4º) ：与四个碳原子相联的碳原子。
如：
H H H H2
H3C C C H3C H3C
C HC
CC CH3 H2
CH3
CH2
CH3
2020/11/24
2020/11/24
2020/11/24
CH2CH3 H2 H H2 H2
H3C C C C C CH 9 8 7 6 5 4 H2
CH3
CH C CH3 321
3，7－二甲基－4－乙基壬烷 CH3
➢若环上有支链：支链的命名与桥环烷烃的命名
相同。如：
2020/11/24
螺[5.5]十一烷
1.3.7-三甲基螺[4.4]壬烷
螺[2.4]庚烷
5-甲基螺[3.4]辛烷
5,8-二甲基-2-乙基螺[3.4]辛烷
3-甲基-9-乙基螺[5.5]十一烷
CH2CH3 H3CH2C
2020/11/24
2.3 烷烃和环烷烃的结构
2020/11/24
构象：由于σ键旋转而产生的分子中原子或基团在 空间的不同排列方式。
（1）乙烷的构象
2020/11/24
乙烷的两种极限 构象
透视式
Newman 投影式
重叠式 交叉式
交叉式 部分重叠式
2020/11/24
H
H
1
H
CC
H
2
H
H
H2 H H
H H 1H
H H2H 1 1
H
H
H
小于两个H 的 van der waals 半 径（1.2Å）之和， 有排斥力
第二章 饱 和 烃（烷烃和环烷烃） （8学时）
2020/11/24
本章基本内容： 1.饱和烃的概念、通式、构造异构
**2.烷烃和环烷烃的命名 *3.烷烃和环烷烃的结构 ** 4.烷烃和环烷烃的构象 *5.烷烃和环烷烃的物理性质（自学） **6.烷烃和环烷烃的化学性质
7.烷烃和环烷烃的来源
2020/11/24
较稳定
CH3 CH3