甲烷的制备

3、 他们的分子式和构造式如下：
名称 甲烷
乙烷 丙烷 丁烷
分子式 CH4
C2H6 C3H8 C4H10
构造式 H
HCH H
HH HCCH
HH HHH HCCCH HHH HHHH HCCCCH HHHH
构造简式 CH4
CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
4、结论:
由上面的分子式和构造式可以看出，碳原子 和氢原子之间的数量关系是一定的。从甲烷开始， 每增加一个碳原子，就相应增加两个氢原子，若 烷烃分子中含有n个碳原子，则含有2n＋2个氢原 子，因此烷烃的通式为CnH2n＋2
【案 例】2010年1月16日下午2点左右，重 庆市丰都县三合镇滨江路6号楼一住户家发生 天然气泄漏爆炸事故，导致1人被严重烧伤。
爆炸让防盗门被炸开，房内一片火海，整栋 楼的玻璃也遭震飞，事发现场1公里外都有震 感。单元内共有32户不同程度损坏，损失估 计有100万元。
爆炸现场
天然气的成分是什么？有何作用？
异戊基
（三）、烷烃的命名
1．习惯命名法
分子中碳原子数在十以内的，以甲、乙、丙、丁、戊、 己、庚、辛、壬、癸来命名；碳原子数在十以上的，用十 一、十二……等中文数字来命名。再冠以表示碳链结构的 正、异、新即可。
“正”代表直链烷烃， “异”代表在链端第2位碳原子 上连有一个甲基的烷烃，“新”代表在链端第2位碳原子上 连有两个甲基的烷烃。例如：
叔碳原子（又称三级碳原子，用3°表示）
季碳原子（又称四级碳原子，用4°表示）
1°
例如： 1°
CH3
4°பைடு நூலகம்
2°
3° 1°
CH3 C CH2 CH CH3
CH3
1°
CH3
1°
（二）、烷基的命名
烷烃分子去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基。常以R― 表示
CH4 －H 甲烷
CH3—
甲基
CH3 CH3 －H 乙烷
丁烷：
CH3 CH2 CH2 CH3
正丁烷
CH3 CH CH3
CH3
异丁烷
2、 烷烃同系列中，甲烷、乙烷、丙烷只 有一种结合方式，没有异构现象，从丁烷起 就有同分异构现象。
CH3 CH2 CH2 CH3
CH3 CH CH3
CH3
前者称为正丁烷，后者称为异丁烷。显然，正丁烷 和异丁烷是同分异构体。
这种由分子中各原子的不同连接方式和次序而引起 的同分异构现象叫做构造异构。他们的不同是碳原子间 相连形成的碳链发生了变化，因此又叫做碳链异构。
CH3 CH2 CH3 丙烷
CH3CH2—
乙基
－ 1°H － 2°H
CH3CH2CH2— CH3 CH CH3
正丙基 异丙基
常用的烷基
CH3
甲基
CH3CH2
乙基
CH3CH2CH2
正丙基
CH3CH2CH2CH2
正丁基
CH3 CH
CH3
异丙基
CH3 CH CH2 CH3
异丁基
CH3CHCH2CH2 CH3
CH3CH2 C CHCH3
CH3
二甲基乙基甲烷
CH3 CH3
二甲基乙基异丙基甲烷
这种命名法能表示出分子的构造，但对复杂的烷烃不适用。
3、 系统命名法
（1）直链烷烃的命名 对于直链烷烃的命 名和普通命名法基本相同，仅不写"正"字。
CH3(CH2)10CH3
例如
①当分子结构为直链时，将其命名为“正某 烷”。例如：
CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷
CH3CH2CH2CH3 正丁烷
CH3 (CH2) 10CH3 正十二烷
②当分子结构为“CH3 CH(CH2)n CH3 ”时，将其
CH3
CH3 CH CH3 CH3
异丁烷
CH3 CHCH2CH2CH2CH3 CH3
任务1.1甲烷的制备与鉴别
【知识储备】
1.了解碳原子的sp3杂化和σ键的特点； 2.掌握烷烃的系统命名法； 3.掌握烷烃的化学性质及在生产中的应用； 4.学会烷烃的制备及检测方法。
烷烃
由碳氢两种元素组成的化合物称为碳氢化合物， 简称烃。
饱和烃 开链烃脂肪烃 不饱和烃 烃
脂环烃 环状烃
芳香烃
脂肪烃分子中只含C―C单键和C―H单键， 称为烷烃，烷烃也叫石蜡烃。
二、 烷烃的结构
（一）碳原子的sp3杂化
碳原子在成键的过程中首先要吸收一定的能量， 使2s轨道的一个电子跃迁到2p空轨道中，形成碳原子 的激发态。激发态的碳原子具有四个单电子，因此碳 原子为四价的。
2px 2py 2pz 2s
基态
跃迁
2px 2py 2pz 2s
激发态
甲烷分子为一正四面体结构，碳原子居于正 四面体的中心，和碳原子相连的四个氢原子，居 于四面体的四个角（如下图），四个碳氢键键长 都为0.110nm，H-C-H键角都是109.5°。
由上面的构造式也不难看出，相邻的两烷烃 分子间相差一个CH2基团，这个CH2基团叫做系差。 像烷烃分子这样，通式相同、结构相似、在组成 上相差一个或多个系差的一系列化合物叫做同系 列。同系列中的各化合物互称为同系物。同系物 一般具有相似的化学性质。
（二）、烷烃的构造异构
1、 分子式相同而连接方式不同的化合物，称 为同分异构体。这种现象称为同分异构现象。
结构式
构造式
Sp3杂化轨道构型
sp3杂化过程
（二） σ键的形成及其特性
两个成键原子轨道沿对称轴方向相互重叠 （头碰头”方式重叠 ）而形成的键叫σ键。
三、 烷烃的命名
（一）伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子
伯碳原子（又称一级碳原子，用1°表示）
仲碳原子（又称二级碳原子，用2°表示） 碳原子
一、 烷烃的通式、同系列和构造 异构
（一）烷烃的通式和同系列
1、烷烃： 分子中的碳原子以单键相互 连接，其余价键与氢原子结合的链烃叫做烷 烃，烷烃又称为饱和烃。
烷烃是一系列化合物的总称。在烷烃分 子中，碳原子数由1向上递增，这些烷烃分 别称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。
烷烃的通式为CnH2n＋2 2、同系列：相邻两个烷烃在组成上相差 一个CH2 ， CH2称为系差。在组成上相差一 个或几个系差的化合物称为同系列。 同系列中的化合物称为同系物。
异庚烷
CH3
③当分子结构为“ CH3 C(CH2)nCH3
CH3
”时，将其命
CH3 CH3 C CH3
CH3
新戊烷
CH3
CH3 C CH2CH3
CH3
新己烷
2．衍生物命名法
衍生物命名法是以甲烷为母体，把其它烷烃都看成是甲
烷的衍生物。命名时选择分子中连接烷基最多的碳原子作
为母体来命名。
CH3
CH3 CH CH2 CH3