烷烃教案1

烷烃命名及同分异构体2012.09.15

教学重点：1．烷烃的组成、分子结构和通式；

2．了解烷烃性质的递变规律；

教学难点：烷烃结构和通式，同系物、同分异构体。

教学过程：

在有机化合物中有一系列结构和性质与甲烷很相似的物质。

一．有机物的特点

1.有机物通常是指含碳元素的化合物。除一氧化碳、二氧化碳、碳酸及碳酸盐等少数含碳化合物外的含碳化合物。一般是指含碳氢元素的化合物及其它们的衍生物总称为有机物。

2. 特点主要有：多数有机化合物主要含有碳、氢两种元素，此外也常含有氧、氮、硫、卤素、磷等。部分有机物来自植物界，但绝大多数是以石油、天然气、煤等作为原料，通过人工合成的方法制得。和无机物相比，有机物数目众多，可达几百万种。有机化合物的碳原子的结合能力非常强，互相可以结合成碳链或碳环。碳原子数量可以是1、2个，也可以是几个、几十个、几百个、几千、几万个，许多有机高分子化合物甚至可以有几十万个碳原子。此外，有机化合物中同分异构现象非常普遍，这也是造成有机化合物众多的原因之一。

3. 有机化合物除少数以外，一般都能燃烧。和无机物相比，它们的热稳定性比较差，受热容易分解。有机物的熔点较低，一般不超过400℃。有机物的极性很弱，因此大多不溶于水。有机物之间的反应，大多是分子间反应，往往需要一定的活化能，因此反应缓慢，并常伴有副反应发生，往往需要催化剂等手段。而且有机物的反应比较复杂，在同样条件下，一个化合物往往可以同时进行几个不同的反应，生成不同的产物。

4。碳原子的成键特点，碳最外层有4个电子，既不易得电子也不易失电子，所以通常易形成4个共价键，可以形成碳碳单键，双键，三键，也可以形成碳链，碳环。有机物中氢是一键，氧是两个键。

5.有机物种类繁多，可分为烃和烃的衍生物两大类。根据有机物分子中所含官能团的不同，又分为烷、烯、炔、芳香烃和醇、醛、羧酸、酯等等。根据有机物分子的碳架结构，还可分成开链化合物、碳环化合物和杂环化合物三类。

有机化合物结构的多样性---与下列因素有关！(2)碳易形成长短不一的碳链！(3)碳链有异构体！(4)官能团位置异构！(5)存在官能团异构。

二．了解几种光谱

1.核磁共振谱图：是对有机化合物的氢原子核磁共振谱的分析有机物中氢原子核所处的化学环境不同就表现出核磁性不同，代表核磁特征的峰在核磁共振谱图也不同。有几类氢原子就有几个峰且氢原子的个数与峰的大小一致。

2,。红外光谱：通过红外光谱可以判断有机物中有哪些基团。

3.质谱仪。质谱仪能用高能电子流等轰击样品分子，使该分子失去电子变为带正电荷的分子离子和碎片离子。这些不同离子具有不同的质量，质量不同的离子在磁场的作用下到达检测器的时间不同，其结果为质谱图。

4.紫外光谱：从紫外光谱的信息中可以得到该物质的基团或者化学键产生的光谱吸收情况，初步判断该物质的结构信息。重点掌握核磁共振光谱。

三．烷烃的结构和同系物

烃：仅含碳和氢两种元素的化合物。分烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃。

烷烃：碳原子和碳原子之间以单键连接，碳原子的剩余价键用氢原子饱和的烃。

甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等部分的名称和化学式，请完成结构简式和结构式。

【总结】以下特点：

①碳原子间以碳碳非极性共价键—单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合。

以上各结构中，每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。

②分子间相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团，分子间不相邻两个烷烃在分子组成上相差若干个CH2原子团。

在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。

如烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等，它们互为同系物。

⑶通过烷烃之间相差“CH2”原子团，得出烷烃的通式：C n H2n+2

四、烷烃的性质

1．物理性质

：随着烷烃碳原子数的增加，总的趋势（递变性）是①气→液→固；②熔点升高；③沸点升高；④密度增大。

另外，与甲烷相似，烷烃易溶于有机溶剂，难溶于水。

2．化学性质

由甲烷的性质得出烷烃的化学性质。

⑴烷烃的氧化反应

烷烃完全燃烧的通式：

C n H2n+2+(3n+1)O2nCO2+(n+1)H2O

烷烃不能被强氧化剂氧化。通常情况下，烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应，不能与强酸和强碱溶液反应。

⑵烷烃的取代反应

其它烷烃与甲烷一样，一定条件下能发生取代反应。因为可以被取代的氢原子多，所以发生取代反应，其它烷烃比甲烷复杂。

①取代反应是逐步取代一般生成的混合物。②一摩尔氯气只取代一摩尔氢原子。

⑶烷烃的受热分解

由于其它烷烃的碳原子多，所以其它烷烃分解比甲烷复杂。一般甲烷高温分解、长链烷烃高温裂解、裂化。

五．有机化合物命名有俗名、习惯命名法（又称普通命名法）和系统命名法，其中系统命名法最为通用，最为重要。

首先了解烃基：烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫做烃基。一般用“—R”表示。

如烷烃失去一个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基，“—CH3”叫甲基，“—CH2CH3”

叫乙基，“—CH2CH2CH3”叫丙基，“—CH(CH3)2”叫甲异丙基。基和根的区别：①电子式不同②稳定性不同③根可以单独存在而基不能单独存在。在强碱或盐中存在根，基由于有单电子故不能单独存在，必须和其他基团连接才能存在。以羟基和氢氧根为例：（1）俗名根据有机化合物的来源、存在与性质而得到的名称。例如，甲烷又称坑气、沼气；甲醇又称木醇等。乙醇也叫酒精。

（2）普通命名法用天干即甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示碳原子数在10以内的简单有机化合物，碳原子数在10以上的用汉字数字表示，如十一、十二、十三……异构体以“正”“异”“新”等词区分。如：

直链烷烃或其直链烷烃的衍生物用“正”字表示，如“正己烷”“正戊醇”等。

在烃的碳链末端带有甲基支链的用“异”字表示，如“异己烷”“异丁烯”等。

限于含有五、六个碳原子的烷烃或其衍生物中碳原子连接四个烃基的碳原子也可以用“新”字表示，如“新己烷”“新戊醇”等。

上述习惯命名法仅适用于结构简单的有机化合物，结构复杂的有机化合物需用系统命名法。在介绍系统命名法之前，先熟悉基的命名。

(3)基名一个化合物失去一个一价原子或原子团，余下的部分称为“基”。如烷烃（RH）失去一个氢原子即得到烷基(R-)，常见的烷基有：

此外，还有一些常见的烃基：

（4）系统命名法

（5）随着有机化合物数目的增多，有必要制定一个公认的命名法。1892年在日内瓦召开了国际化学会议，制定了日内瓦命名法。后由国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)作了几次修订，并于1979年公布了《有机化学命名法》。中国化学会根据我国文字特点，于1960年制定