有机化学第二章-烷烃(1)

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有机化学——烷烃(1)

有机化学——烷烃(1)

• 多取代环己烷
(1)多元取代的环己烷:最稳定 多元取代的 :最稳定的构象是e-取代最多 e 取代最多的构象 不同取代基,大的取代基在e键的构象最稳定 大的取代基在 (2)环上有不同 不同 大的取代基 最稳定
空间体积大的取代基
2.3 物理性质
沸点——1)碳原子多,b.p.高 2)取代基多,b.p.低
alkanes
compound name methane ethane propane butane pentane hexane heptane octane nonane decane undecane dodecane molecular formula CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C6H14 C7H16 C8H18 C9H20 C10H22 C11H24 C12H26
2. 多环烷烃:螺环烃, 稠环烃, 桥环烃
• 结构特点:碳, 四价,饱和碳原子,sp3杂化,四面体
2.1 烷烃和环烷烃的命名
• 命名: 1)普通命名:以碳原子总数 2)系统命名(IUPAC):以主链(principal chain)上碳的个数 • 单环烷烃系统命名:
– a.根据环中碳原子的数目叫“环某烷”; – b.环上取代基的位次和编号写在母体环烃名字前面, “编号”原则与烷烃相同; – c.若有两个取代基,则在最前面标明“顺、反”; – d.若取代基碳链较长 较长,则环作为取代基。 环 较长
conformation: eclipsed structure of ethane
乙烷分子构象的能量曲线
正丁烷的典型构象
正丁烷
C4H10
H 3C H H
CH3 H H
四种典型构象:
最稳定
H CH3CH3 H

第二章 烷烃

第二章 烷烃

顺序规则 ① 单原子取代基,按原子序数大小排列。原子序数大, 顺序大;原子次序小,顺序小;同位素中质量高的, 顺序大
I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
② 多原子基团第一个原子相同,则依次比较与其相连的其它原子。
CH2CH2CH3 C(C、H、H、)
<
CHCH3 CH3
CH3CH2CHCH3 CH2CH3
3
CC
C-C-C-C-C-C-C C-C-C C
1 2
主链
b. 主链编号 近取代基端开始编号,并遵守“最低 系列编号规则”
CH3 CH3 CH CH CH2 CH3 CH CH3 CH3
取代基位号 取代基位号
2,3,5 2,4,5

取代基距链两端位号相同时,编号从顺序小的基团 端开始。
CH3OH、C2H5OH、C3H7OH
二、同分异构
C4H10 丁烷 CH3CH2CH2CH3 CH3 CH3CHCH3 C5H12 戊烷
正丁烷
异丁烷
正戊烷
异戊烷
新戊烷
同分异构体:具有相同分子式的不同化合物 构造异构体:具有相同分子式,分子中原子或基团因连 接顺序不同而产生的异构体。 由碳架不同引起的异构,称碳架异构。(属构造异构) 异构体数目随碳原子增加而迅速增加 同分异构体的推导(课本17页)
4 全重叠 2,6 部分重叠 3,5 邻位交叉 1=7 对位交叉
H3CCH3
2, 4, 6 是不稳定构象,
H3CH H H 4 H H H3CH
1, 3, 5, 7 是稳定构象。
H H
能 量
H H 2
H CH3

有机化学—烷烃

有机化学—烷烃
(CH3)3C-叔丁基 > CH3CH2(CH3)CH-仲丁基 > (CH3)2CH- 异丙基>(CH3)2CHCH2-异丁基 > CH3CH2CH2CH2-正丁基 > CH3CH2CH2-正丙基 > CH3CH2-乙基 > CH3-甲基
例:用衍生命名法给下列烷烃命名
CH3CHCH2CH3 CH3
戊烷
烷烃
同分异构
同分异构的分类
构造异构
碳链异构(正丁烷和异丁烷) 官能团位置异构(1-丁烯和2-丁烯) 官能团异构(乙醇和二甲醚)
互变异构(乙酰乙酸乙酯酮式和烯醇式)
立体异构
构型异构
顺反异构(烯烃) 光学异构(旋光异构)
构象异构(烷烃,环己烷,糖类)
一、烷烃的构造异构 分子构造:分子中原子间互相连接的顺序和方式。
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
H
HH
HHH
HHHH
H C HH C C HH C C C HH C C C C H
H 甲烷
HH 乙烷
HHH 丙烷
HHHH 丁烷
第一节 烷烃的命名
一、伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子
1 H(伯氢)
2 H(仲氢)
H3C CH2 CH2 CH3
1 C(伯碳,一级碳) 2 C (仲碳,二级碳)
➢同系列 同系差 同系物 具有同一通式,结构、性质相似,组成上相差一个或若干个CH2 的一系列化合物称为同系列。CH2称为系差,同系列中各化合物 互称为同系物。如甲烷,乙烷,丙烷等都属于烷烃系列,三者彼此 之间互称烷烃同系物。
CH4 甲烷
C2H6 乙烷
C3H7 丙烷
C4H8 丁烷

有机化学02第二章饱和烃烷烃

有机化学02第二章饱和烃烷烃

H
H
H H
H
HH
H
H
H
2H之间的距离: 0.250nm 2H原子的范德华半径之和:
H
H
0.229nm
0.24nm
交叉式: 0.250nm > 0.24nm 无范氏张力
重迭式:
0.229nm<0.24nm 有范氏张力
24
乙烷分子的构象稳定性和内能变化
➢扭转能:使构象之间转化所需要的能量。
构象的稳定性与内能有关. 内能低,稳定;内能高,不稳 定。内能最低的稳定构象称优势构象。
➢书写规则:
1)相同取代基合并,数目用汉文数字二、三 ...表示; 2)取代基位号用阿拉伯数字表示; 3)阿拉伯数字与汉字之间必须用短横线分开; 4)阿拉伯数字之间必须用逗号分开。 5) 中文名称按基团次序规则,较小的基团列在前
CH3 C5H3__C4 H___C3 H __2C__C1 H3
CH3 CH2
☺杂化过程:
2p1x 2p1y 2pz 2s2
激发
1s2
2s1 2p1x 2p1y 2p1z
杂化
1s2
2s轨道的能量与 2p较接近,2s上 的1个电子可以 激发到2pz空轨 道上。
激发态的碳原子 有4个单电子,但 轨道能量不等。
2s1 2p1x 2p1y 2p1z
1s2
杂化形成4个能量相 等的新轨道sp3轨道
杂化
19
3 烷烃分子的形成
+
sp3 s
sp3-s
+
sp3
sp3
sp3-sp3
+
+6
20
σ- 键: 形成:由原子轨道头碰头重迭而形成. 特征:电子云沿键轴呈圆柱状对称分布,成键两原子可 围绕键轴自由旋转不会影响电子云密度的分布。

有机化学课件-第二章-烷烃

有机化学课件-第二章-烷烃

CH3 CH CH CH CH2 CH3 CH2 CH3 CH3
CH3
主链
2,4-= 甲基-3-乙基己烷
次序规则
①将单原子取代基按原子序数大小排列,原子序 数大的顺序大,原子序数小的顺序小,有机化合 物中常见的元素其顺序由大到小排列如下:
I>Br>Cl>S>P>O>N>C>D>H
②如果多原子基团的第一个原子相同,则比较与他相连的 其它原子,比较时,按原子序数排列,先比较最大的,仍 相同,在顺序比较居中的、最小的。如果有些基团仍相同, 则沿取代链逐次比较。
烷烃分子之中碳原子为正四面体构型 。甲烷分子 之中,碳
原子位于正四面体构的中心,四个氢原子在四面体的四个顶
点上,四个C-H键长都为0.109nm,所有键角 ∠ H-C-H都是
109.5º
H
CH
H
H
109.5o H
H 0.109nm
H H
甲烷的球棒模型
甲烷的正四面体构型
sp3杂化轨道
杂化就是由若干个不同类型的原子轨道混合起来,重新组 合成数目相等的.能量相同的新轨道的过程。 C的电子构型:1S22S22P2
H-(-CH2-)n-H
或: CnH2n+2
同分异构体——由于分子式相同,但它们的构 造不同(分子中各原子相连的方式和次序不同). 又叫构造异构体。
戊烷可看成是正丁烷和异丁烷上的一个 H被甲基-CH3 取代的产物: (正戊烷,异戊烷,新戊烷)......
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?
6C
C 2 1 编号错误
(2) 若第一个支链的位置相同,则依次比较第二 、第三个支链的位置,以取代基的系列编号最小( 最低系列原则)为原则。

大学有机化学第二章 烷烃

大学有机化学第二章 烷烃

甲基
乙基 正丙基 异丙基
Me
Et n-Pr
CH3 -C-CH3 CH3
叔丁基
t-Bu
i-Pr
正丁基 n-Bu 异丁基
-CH2-CH-CH3 CH3
-CH-CH2CH3 CH3
i-Bu
-CH2CH2CHCH3 异戊基 i-Pent CH3 CH3 -CH2-C-CH3 新戊基 neo-Pent CH3 CH3 -C-CH2CH3 CH3 叔戊基 t-Pent
同分异构现象是有机化合物中存在的普遍现象。随着化合 物分子中所含碳原子数目的增加,同分异构体的数目也越多。
异构体数目 如 戊烷 C5H12 己烷 C6H14 壬烷 C9H20 3 5 35
一个已知分子式的烷烃究竟有多少个异构体? 利用逐步缩短碳链的方法,推导出异构体的数目及其构造式。
基本步骤:(以己烷C6H14为例)
(3)两端一样长时,从小取代基一端开始编号。
1 2 3 4 5 6 7
CH3CH2CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH2CH3
3-甲基-5-乙基庚烷
(4)有多种等长的最长碳链可供选择时,应选择取代基最
多的碳链为主链。 CH3-CH2-CH—CH-CH2-CH3 3 4 CH3—CH CH—CH3 2 5
CH3 CH3-C-CH3 CH3 新戊烷 mP:-17℃
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 正戊烷 -130 ℃ 对称性逐渐增高
2. 沸点(b.P.)
① 直链烷烃,碳数 则沸点 。 ② 同数碳烷烃,直链比支链沸点高。
3、熔点(m.P.)
① 碳数 ,则熔点 。 ② 偶数碳链比奇数碳链稍高。 ③ 同数碳异构体:新 > 正 > 异。 一般含碳原子数 相同的烷烃的熔点是 随着分子的对称才增 加而升高的,分子越 对称,它们在晶格中 排列越紧密,分子之 间的范德华作用力也 越强,故熔点越高。

第二章烷烃

第二章烷烃


Methane —— Methyl
Ethane —— Ethyl n-Propane —— n-Propyl CH3CH2CH3 n-Butane —— isopropyl n-Butyl
CH3CH3CH2CH3CH2CH2(CH3)2CHCH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3 (CH3)2CHCH2(CH3)3C-
例1:
CH2CH3 CH3CHCH2CHCH2CH3 CH2CH2CH3
1
3-甲基-5-乙基辛烷 (注意编号)
例2:
CH3CH2CH -CHCH2CH3 CH3-CH CHCH3 2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷 CH3 CH3 (注意主链)
1
例3:
1
CH3CH-CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH3 CH2 CH-CH3 CH3
最长连续碳链有八个碳原子,该化合物母体的名称为辛烷
例2:
六个碳的主链上有四个取代基
六个碳的主链上有两个取代基
带有支链的烷烃编号:
按最接近取代基的一端开始将主链碳原子用阿拉伯数字 1,2,3...编号. (使取代基的位次最小)
编号正确
编号不正确
命名取代基(1):
a:把它们在母链上的位次作为取代基的前缀,2-甲基...
三. 系统命名法(IUPAC)
(1) 直链烷烃按碳原子数命名
• 10以内:依次用天干:甲乙丙丁戊己庚辛壬癸(kui) . • 10以上:用中文数字:十一....烷.(2)带有支链的ຫໍສະໝຸດ 烃•选择主链例1:
——把构造式中连续的最长碳链--作为母体称为
某烷.若最长碳链不止一条,选择其中含较多支链的为主链.
2.2 烷烃的命名

第二章 烷烃

第二章 烷烃

-CH2CH2CHCH3 异戊基 i-Pent CH3 CH3 -CH2-C-CH3 新戊基 neo-Pent CH3
仲丁基 s-Bu
CH3 -C-CH2CH3 CH3
叔戊基 t-Pent
英文命名中,n(正), i(异), sec(二级), tert(三级)
烷烃分子从形式上去掉两个氢原子所剩下的基团叫做 亚烷基。
构造式 名称 构造式 名称
-CH3
甲基
Me Et
-CH2CH3
-CH2CH2CH3 CH3-CH-CH3 -CH2(CH2)2 CH3 -CH2-CH-CH3 CH3 -CH-CH2CH3 CH3
乙基
正丙基 n-Pr 异丙基 i-Pr
CH3 -C-CH3 CH3
叔丁基
t-Bu
正丁基 n-Bu 异丁基 i-Bu
2、构造异构的书写规则
先直后支、先边后心、先少后多、先简后繁
请大家书写庚烷的同分异构体
先直后支
先 简 后 繁
先边后心
先 少 后 多
三、烷烃分子中碳、氢类型
1、碳的类型
季碳 4oC 仲碳 2oC
叔碳 3oC 伯碳 1oC 2、氢的类型 根据与其相结合的碳原子, 分别称为伯、仲、叔氢。
1oH 2oH 1oC 2 oC
H H
m.p -138 C b.p
¡ ¡ -0.5 C
m.p -159 C b.p 11.7 C
¡ ¡
分子式相同,结构式不同的化合物--同分异构体;
分子式相同,结构式不同的现象--同分异构现象。
对烷烃这种同分异构是由于分子中碳原子排列方式不同引起的, 称为构造异构。
C4H10有2个异构体;C10H22有75个异构体;C20H42有366319 个异构体。 随着碳原子数增加,同分异构体迅速增加。

第二章 烷烃-1

第二章 烷烃-1

链转移 (链传递,链增长) chain propagation
链终止 chain termination
自由基型链反应(chain reaction)

过渡态(Transition State)理论
在化学反应中,反应物相互接近,总是先达到一势能最高点 (活化能,相应结构称为过渡态),然后再转变为产物。 例:机理步骤(2)
中文名
CH3(CH2)4CH3 CH3 CH3CHCH2CH2CH3 CH3
英文名
n-hexane
正己烷
异己烷
isohexane
C6
CH3CH2CHCH2CH3 CH3 CH3CCH2CH3 CH3 CH3 CH3CHCHCH3 CH3
如何命名?
新己烷
neohexane
如何命名?
中文名
C7 C8 C9 C10 C11
普通命名法:异丁烷 IUPAC命名法:2-甲基丙烷

取代基(烷基):烷烃去掉一个氢原子后留下的原子团 烷烃 烷基
R
H
R

主链的选择和取代基位置编号
1 8 2 7 3 4 6 3 7 2 8 1 4-乙基-辛烷 不正确命名
CH3CH2CH2CHCH2CH3
6 5 5 4 4-乙基辛烷 4-ethyloctane
H H
2H 11 H H H
H
交叉式构象 staggered conformer 原子间距离最远 内能较低 (最稳定)
扭曲式构象 skewed conformer (有无数个)
重叠式构象 eclipsed conformer 键电子云排斥, von der waals排斥力,内能较高 (最不稳定)
1
相同取代基合并用 大写数字表示(英

有机化学--第二章烷烃

有机化学--第二章烷烃

重叠式构象 扭转张力大
重叠式和交叉式 构象之间的能量差 约为12.6 kJ·mol-1, 此能量差称为能垒。 其它构象的能量介 于此二者之间。
有机化学--第二章烷烃
2.3.4丁烷的构象
正丁烷可以看作是乙烷分子中每个碳原子上各有一 个氢原子被甲基取代的化合物,其构象更为复杂,我们 主要讨论沿C2和C3之间的σ键键轴旋转所形成的四种典型 构象:
仲氢 伯氢
叔氢 有机化学--第二章烷烃
2. 烷基 (alkyl group)
烷烃分子从形式上去掉一个氢原子后余下的基团称为烷
基,其通式为CnH2n+l,通常用R— 表示。最常见的烷基有:
烷基名称
烷基
中文名 英文名 缩写
烷基
中文名 英文名 缩写
CH3 CH3CH2
甲基 methyl 乙基 ethyl
Me-
仲丁基 sec-butyl s-Bu-
CH3CH2CHCH3
(s-butyl)
Et-
异丁基 isobutyl i-Bu
(C H 3 )2 C H 2 C H 2
C H 3C H 2C H 2 CH3CHCH3
正丙基 Propyl
Pr-
异丙基 isopropyl i-Pr-
(CH3)3C (C H 3)3C C H 2
6-tert-butyl-5-ethyl-2-methyldecane
有机化学--第二章烷烃
(4)如果烷烃比较复杂,在支链上还连有取代基时,可用带撇 的数字标明取代基在支链中的位次或把带有取代基的支链的 全名放在括号中。例如:
12
3
有机化学--第二章烷烃
2.3 烷烃的结构
碳原子基态时的 电子层结构为:

有机化学课件-第二章烷烃

有机化学课件-第二章烷烃

第 二 章 烷 烃
1.烷烃的概念和分类

烷烃的分类:按照碳链骨架可分为链烷烃和环烷烃; 链状烷烃的结构通式:
H H C H H H
H C H H C H H H
H C H H C H H C H
H H
H
H
C
H
甲烷 CH4
• •
乙烷 C2H5
丙烷 C3H8
n
CnH2n+2
含有n个碳原子的直链烷烃

卤代反应的机理: 链引发: 自由基锁链反应
Cl
H
Cl
Cl
hv
2Cl
CH3
CH3
H
Cl
链增长:
CH3
Cl Cl H3C Cl
Cl
Cl
CH3
H3C
Cl
链终止:
CH3 Cl
CH3 Cl
CH3CH3 Cl2
练习题 2.14(1)
第 二 章 烷 烃
6.烷烃的化学性质

反应过程中能量的变化: 反应物 过渡态
第 二 章 烷 烃
6.烷烃的化学性质

热裂解反应 烷烃在隔绝空气和高温条件下反应,分子中碳碳键断裂,生 成小分子的烷烃,也可转变为烯烃和氢气等复杂混合物。
600℃
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
H2C C CH3 H H2C CH2
CH3CH2CH2CH3
丁烷加热至600℃反应,得甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等
第 二 章 烷 烃
6.烷烃的化学性质

烷基自由基的相对稳定性:
H3C H3C CH H3C CH2 H3C CH H3C C CH3 CH3
CH3

有机化学 第二章 烷烃

有机化学 第二章 烷烃
2, 2-二甲基-3-乙基己烷
C
C
C C C
C
C C C
2-甲基-4-乙基己烷
4)支链上有取代基时,取代支链的名称可放在括 号中表明。例:
CH 3 H3C CH 2 C CH 3 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 H3C CH 2 CH 2 CH 2 CH 2 C CH 2 CH 2 CH CH 3 H3C CH 2 C CH 3 CH 3 H3C
1.普通命名法
a. 链烃分子碳原子数目在10以内时,用天干数 表示,即甲、乙、丙、丁、、、、、、壬、癸; 在10以外,则用汉文数字表示。
例: 甲烷 乙烷 壬烷 十一烷 二十烷
b. 用正、异等来表示异构体
CH3 CH3 C CH3 CH2
CH3 CH CH3
异辛烷
异辛烷中的异不符合命名的规定,是一个特例。
偶数碳
奇数碳
二 沸点
沸点大小取决于分子间的作用力 烷烃沸点的特点 (1)沸点一般很低( 烷烃为非极性分子,不存在静电引力, 诱导力) ,只有色散力)。 (2)随相对分子质量增大而增大(运动能量增大,范德华 引力增大)。 (3)相对分子质量相同、叉链多、沸点低。(叉链多,分 子不易接近)
三 密度
小于1
A
B
C
D
E
F
(2)正丁烷的构象势能关系图
沿C2-C3键轴 旋转的转动能 垒 22.6 kJ· -1 mol
能 量
CH3 H H CH3 H H 1
H3CCH3
H3CH
H H
4
H H
H3CH
H H 2
H CH3
CH3 H 6
4 全重叠 2,6 部分重叠 3,5 邻位交叉 1=7 对位交叉

有机化学第二章 烷烃

有机化学第二章   烷烃

二、烷烃的同分异构
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
正丁烷 b.p -0.5℃
CH3 CH CH3 CH3 异丁烷 b.p -10.2℃
正丁烷和异丁烷是同分异构体。这种分子式相同而 结构式不同的现象叫做同分异构现象。由于碳链的连 接方式不同而产生的异构现象属于同分异构中的碳链 异构。
二、氧化反应
在室温和常压下,烷烃与氧不发生反应,如果点 火引发,则烷烃可以燃烧生成二氧化碳和水,同时
放出大量的热。
作业 P-32 1 (1)(3)(5) 4
三、熔点(m.p.)
随分子分子量增加而升高。
四、相对密度
随分子量增加而增大。其相对密度都小1,比水轻。
五、溶解度
根据“相似相溶” 的经验规则,脂烃分子没有 极性或极性 很弱,因此难溶于水,易溶于有机溶剂。 (石油醚,石蜡油,凡士林)
第五节 烷烃的化学性质
一、卤代反应
二氯甲烷
三氯甲烷
四氯化碳
X2的反应活性: F2>Cl2>Br2>I2 其中氟代反应太剧烈,难以控制;而碘代反应太慢, 难以进行,实际上广为应用的是氯代和溴代反应。
Davissson和Germer
出) 如果我们能准确测定微 粒的位置, 那就不能准确 测定其速度, 反之亦然.具 有波粒二象性的电子,已 不再遵守经典力学规律, 它们的运动没有确定的轨 道,电子在核外空间出现 机会最多的区域就是轨道。
海森堡(Heisenberg W) 德国物理学家 重要暗示——微观世界不可能存Rutherford 和 Bohr 模型中行星绕太阳那样的电子轨道:
*价键理论的形成与发展

有机化学烷烃

有机化学烷烃


第二节 烷烃的命名法

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 天干:甲、 乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 > C10 汉文数字

CH3 CH2

CH2 CH2
CH2
CH3
正己烷(n-hexane)

2、异(iso)某烷

例4:
(正确编号)
取代基编号:(上)2,6,8 (下)2,4,8
(3)名称的书写次序
编号 取代基 母体
取代基的排列顺序:小 前、大 后、同 合并 取代基顺序规则 IUPAC法按取代基英文名称的第一个字母的次序排列。
例1
CH3 CH CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
例2
CH3 CH CH2 CH3 CH2 CH2 CH3
三、熔点 melting point A. C数增加,熔点m.p.升高; 规律:
B. 偶数烷烃m.p>奇数烷烃
B. 正烷烃b.p>支链烷烃(同碳数)
四、相对密度 density 规律: C数增加,相对密度D升高 五、溶解度 solubility 规律: 难溶于水,易溶于有机溶剂,尤其是烃 类。 相似相溶
用途:用作燃料(重要能源之一) 当CH4∶O2(空气)= 1∶2(10)瓦斯爆炸
2、控制氧化
R:C20~C30 代替动植物油脂制造肥皂
生产各种含氧衍生物:醇、醛、酸等

1、热裂:在高温及无氧条件下发生键断裂的分 解反应。
CH3 CH H CH2 H 460℃ CH2 CH2 + CH4 460℃ CH3CH CH2

有机化学课件-2-烷烃

有机化学课件-2-烷烃

二、同分异构:
定义:分子式相同而结构(或物理或化学性质)不同的现象; 分类:同分异构可分为构造异构和立体异构;
构造异构:分子式相同而构造式不同(构造是指分子中原子的连 接顺序); 如:CH3CH2OH和CH3OCH3;
构造异构又可分为:碳架异构、碳链异构、官能团异构和位置异 构。
如:环己烷和己烯 (碳架异构)
HHH HH
其立体结构为:
H
C
H
C
C
H
H
H H
C-C(σ键): 154pm,sp3-sp3; C-H(σ键): 110pm,sp3-s; 由于所有C原子都采用sp3杂化,所以所有的键角都约在109.5 0;
为了书写方便,碳链可写成折线式, 如己烷可写成:
碳原子上的氢原子可省略,但也可标出;但若标出某个碳原子 上的氢原子,则必须标齐。
如: CH3(CH2)4CH3 正己烷
3. 带有支链的烷烃;
CH3
末端具有 CH3CH 结构的,加“异”,
CH3
末端具有 CH3 C 结构的,加“新”,
CH3
CH3
如:CH3CH CH2CH3 异戊烷
CH3
CH3 C CH2CH3 新己烷
CH3
普通命名法只能命名结构简单的有机物,局限性大;但名称可 直接反映出有机物的结构。
CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2(碳链异构) CH3CH2OH和CH3OCH3 (官能团异构)、 CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3 (位置异构);
立体异构: 构造式相同而原子在空间的立体位置不同; 可分为: 顺反异构(见第三章“环烷烃”和第六章“烯烃”)
和对映异构(见第四章“对映异构”)。 烷烃只存在构造异构(碳链异构),没有立体异构; 如:

第二章 烷烃1(化学)

第二章 烷烃1(化学)

分子式 CH4 C2H6
C3H8
构造式 H H C H H H H H C C H H H H H H H C C C H H H H
构造简式 CH4 CH3CH3
ห้องสมุดไป่ตู้
CH3CH2CH3
C4H10
C5H12
CnH2n+2
H H H H H C C C C H H H H H H H H H C C C H H H C HH H H H H H H H C C C C CH H H H H H H H H H H C C C C H HH C HH H H H H H C HH H C C C H H H C HH H
CH3 CH3CH2CHCH2CH3
CH3 CH3 CH3CH CHCH3
(2) 衍生物命名法
将所有的烷烃都看作是甲烷分子中氢原子被其它原子团取代后的衍 生物。命名时选一个C为母体,其它为取代基。如前面的两个异 构体 CH3
CH3CH2CHCH2CH3 甲基二乙基甲烷 CH3 CH3 CH3CH CHCH 3 二甲基异丙基甲烷
CH3 CCH2CH3 1' 2' 3' 3-甲基-5-1',1'-二甲基丙基壬烷 CH3CH2CH2CH2CHCH2CHCH2CH3 3-甲基-5-(1,1-二甲基丙基)壬烷 2 1 9 8 7 6 5 4 CH3

CCS命名法和IUPAC命名法的区别:
CH3 CH3CH2CHCHCH2CH3 CH2CH3
系统命名法举例
CH3 CH3 CH3CHCH2CHCHCH3 CH2CH2CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 2,2,4,5-四甲基己烷 2,3,5,5-四甲基己烷 CH3 CH3 2,6,6-三甲基辛烷 3,3,7-三甲基辛烷 CH3CH2 CH CH CH2CH3 H3C CH CH CH3 CH3 CH3

课件有机化学第2章 烷烃

课件有机化学第2章 烷烃

第二章烷烃Alkanes12烷烃的结构及其同分异构现象烷烃的命名烷烃的物理性质烷烃的化学性质CONTENT 12342.1 烷烃的结构及其同分异构现象1. 几个基本概念•烃•脂肪烃•饱和烃(烷烃)•直链烷烃•支链烷烃•链烷烃的通式C n H2n+2•同系列: CH2或CH2的整数倍•同系物3H CH H HHC H H H 109.5109.553. 烷烃的构型构型:一定构造的分子中原子在空间的排布状况如CH 4的正四面体构型4. 同分异构现象构造:分子中原子相互连接的方式和次序。

同分异构体:分子式相同但构造不同的化合物。

65. 烷烃的构象构象:分子中的原子或基团在空间的特定排列形式构象异构体:由单键旋转而产生的异构体单键旋转会产生无数个构象,它们互为构象异构体911表示距观察点较远碳上的三个键表示距观察点较近碳上的三个键Newman 投影式交叉式构象最稳定构象形式(优势构象乙烷衍生物的构象分布衍生物 对位交叉所占比例(%)ClCH2CH2Cl ~70BrCH2CH2Br 84~91PhCH2CH2Ph >90•一般情况下是对位交叉式> 邻位交叉式•但也有例外的情况发生172.2 烷烃的命名1. 习惯命名法(普通命名法)2. 系统命名法掌握3. 衍生物命名法了解4. 俗名了解20211. 习惯命名法(普通命名法)•直链烷烃命名为正某烷•支链烷烃用“异”,“新”等区别根据分子中所含碳原子数称为正某烷。

碳数小某烷。

某烷。

•根据分子中所含碳原子数称为正某烷。

碳数小于或等于10时,用甲、乙……壬、癸表示,碳数大于10时用十一、十二等表示。

•链端第二个碳原子上有一个甲基支链的烃称“异”某烷。

•链端第二个碳原子上有两个甲基支链的烃称“新”某烷。

2. 系统命名法•中文系统命名法(CCS):由中国化学会根据IUPAC命名法的原则,结合中文特点而制定的。

•系统命名法化合物名称的构成:立体化学名+取代基名+母体名2325•按照分子中所含的碳原子数而称为“某烷”•碳原子数在十个以下的,用天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)来表示•碳原子数在十个以上的,用中文数字十一、十二、十三……来表示CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3己烷CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 2CH 3十三烷选主链为母体•遵循一长二多原则•主链所含的碳原子为“某烷”27编号•靠近取代基的一端依次编号,以阿拉伯数字表示其位次•若编号有选择,遵循最低系列原则碳链以不同方向编号,若有不止一种可能的系列,则需顺次逐项比较各系列的不同位次,最先遇到的位次最小者定为最低系列30取代基的列出顺序按次序规则,较大的基团后置(或是较优基团后置)•次序规则是为了表达某些化合物的立体化学关系而制定的判别原子或基团排列顺序的方法•中文系统命名法借用次序规则来规定取代基在命名中的列出次序。

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CH3CHCH2
异丁基
i-Bu
CH3
CH3CH2CH
仲丁基
s-Bu
CH3
CH3
H3C C
叔丁基
t-Bu
CH3
“亚基”有二价的涵义,“次基 ”有三价的
涵义.
2019/8/20
系统命名法是1960年中国化学学会(Chinese Chemical Society,简称CCS)根据国际纯粹和应 用化学联合会(IUPAC)制定的有机化合物命名 原则,再结合我国汉字的特点而制定的,1980年 进行了修定。 简称CCS命名法。
中文名 英文名 通常符号
CH3-
甲基 methyl
CH3CH2-
乙基 ethyl
CH3CH2CH2-
丙基 n-propyl
(CH3)2CH-
异丙基 isopropyl
CH3CH2CH2CH2- 正丁基 n-butyl
2019/8/20
Me Et n-Pr i-Pr n-Bu
烷基的命名法,把烷烃命名中的“烷”字 换成“基”字,“基”有一价的涵义。
CH3 CH3
3,3,5-三甲基4-乙基辛烷
D 表示位置的数字间要用逗号隔开,位次 和取代基名称之间要用“半字线”隔开。
CH3 CH CH CH CH2 CH3 CH3 CH2 CH3 CH3
2,4-= 甲基-3-乙基己烷 2019/8/20
主链 烷烃的命名归纳为 十六个字:最长碳 链,最小定位,同 基合并,由简到繁
1 2 3 4 5 6 7 8 编号错误
C
8
C
7
C
6
CC
5
C
4
CC
3
C2
C 1 编号正确
1 2 3 4 5 6 ห้องสมุดไป่ตู้号正确
C CC CC C
6C
C 2 1 编号错误
C
B、从碳链任何一端开始,第一个支链的
位置都相同时,则从较简单的一端开始编号。
即:小的取代基编号最小
错误
2019/8/20
正确 CH3CH2CH CH2CHCH2CH3
⑵ 缩写式 A、构造式 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
2019/8/20
B、简式
CH3CH2CH2CH2CH3
C、简式 CH3(CH2)3CH3
特点:将相同的氢原子合并,并在由下角 注明氢的数目;将相同的基团合并,并在由下 角注明相同的基团的数目。
⑶ 键线式:
特点:将分子的骨架写出来,而碳原子和氢 原子的符号都不列出来。为了区别一个碳键和另 一个碳键,把二条线画成约120°角。双键、叁 键分别用两条横线、三条横线表达。
4、构造:有机物分子中原子排列的顺序和 连接的方式叫做化学结构,也叫做构造。用来表 示化学结构的式子叫做构造式。
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构造式的书写有以下4 种表达方法:正戊烷为例
(1)珠网式
HH HC C
HH
H HH C C CH H HH
特点:将分子中所有原子的连接顺序都反映出 来。缺点:书写麻烦、费时。
CH3 5CH2
CH3
6CH CH3
7CH3
红色:2,5-二甲基-4-异丁基庚烷。(2,5,4) 蓝色:2,6-二甲基-4-仲丁基庚烷。(2,6,4)
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C、两个等长碳链上的支链数目、位次均相 同,选择支链碳原子多的为主碳链。
CH3 CH3
1 2 34 5 6
CH3CH2CHCH2CHCH2 7 C
CH3
1° CH3
C4°
2° CH2
3° 1° CH CH3
CH3
CH3
§2-2 烷烃的命名
有机化合物的命名,是有机化学的重要内 容,务必掌握。常用的命名方法有普通命名法 (习惯命名法)和系统命名法(CCS命名法)。
2019/8/20
一、普通命名法 普通命名法只适用比较简单的化合物,对烷
烃的命名原则如下: 1、碳原子从1~10的化合物,分别以天干名称: 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示
1、直链烷烃的命名:与普通命名法相似,只 是把“正”去掉。例如:CH3(CH2)4CH3 己烷
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2、支链烷烃的命名:分三步进行: ⑴选择主链,确定母体:
从构造式中选择最长碳链即碳原子数目最多 作为主链(母体),并根据主链碳原子数目称为 “某某烷”,其它支链均作为取代基。
最长碳链碳原子数8 个,母体辛烷。
b、原子序数相同的元素(同位素),则按 原子量大小排列(D>H)。
c、如果直接相连的第一个原子的原子序数相 同,则比较与第一个原子相连的第二个原子的原 子序数,依此类推。例如:
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甲基与乙基:其第一个原子都是碳原子,原 子序数相同,只能比较与第一个原子相连的第二 个原子的原子序数:在甲基中是3个H,原子序数 和为1+1+1=3;在乙基中,C、H、H,原子序数 和为6+1+1=8,8>3,所以乙基优于甲基。
第二章 烷烃教学要求 1、理解同系列、同分异构、构型、构象等概念, 正确书写烷烃的构造异构体。 2、掌握烷烃的命名原则(普通命名法、CCS命名 法,了解IUPAC命名法。 2、理解碳四面体概念、sp3杂化、σ键。 3、掌握构象式(纽曼式和透视式)的写法。 4、理解烷烃的物理性质。 5、掌握烷烃的氧化,裂化,取代反应。 6、掌握烷烃的卤代反应机理 、碳自由基稳定 性、烷烃卤代反应活性。
三、衍生物命名法
该法是按照化合物由简到繁的原则,规定
每类化合物以最简单的一个化合物为母体,而 将其余部分作为取代基来命名的。
CH3 CH3 C CH3
CH3
CH3 CH3CH C CH2CH2CH3
CH3 CH3
四甲基甲烷 二甲基正丙基异丙基甲烷
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四、有机化合物的俗名和简称
所谓俗名(trivial name)就是化学工作者根 据化合物的来源、制法、性质或采用人名等加 以命名的。仅举几例:
2、碳原子数目10以上的化合物,以汉字十一、 十二、十三 等数字表示。
3、为区别同分异构,用“正”、“异”、“新” 表示
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CH3-CH2-CH2-CH2-CH3
正戊烷
CH3 CH CH2-CH3 CH3
异戊烷
CH3 CH3 C CH3
CH3
新戊烷
正:表示直链烷烃 CH3CH2CH2CH2CH3
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CH3-CH2-CH CH3
CH3 CH CH CH2 CH2 CH3
CH-CH3 CH3 选择正确
选择错误
CH3
CH3CH2CH CHCH CHCH 3 2,3,5-三甲基-4-丙
CH3 CH2
CH 3
基庚烷
CH 2CH 3
B、选择支链位号较小的为主碳链。
7
6
5
4
3
2
1
CH3 CH2 CH 4CH 3CH2 2CH 1CH3
CH3CH2CHCH2CHCH2
CH3 CH3
CH3 CH2CH3
8 9 10 11 12 13
CH2CHCH2CHCH2CH3
CH2CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH3
3,5,9-三甲基-11-乙基-7,7-二(2,4-二甲基己基)十三烷
2019/8/20
D、选择侧分支少的链为主碳链。
1
CH3
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当有两个以上的等长碳链可供选择时,其 选择顺序为: A、选择支链多的一条为主链。
2
CH2CH2CH3 3 在1、2、3三条等
1 CH3CH2CHCHCHCHCH3 长的碳链中,只有
CH3H3C CH3
1为最佳选择。
CH3-CH2 CH CH CH2-CH3 CH2 CH CH3 选择错误 CH3 CH3 选择正确
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§2-1 烷烃的同系列与同分异构
一、烷烃的通式 同系列 构造式
1、通式:CnH2n+2 n ≥1 例如 CH4 CH3CH3
2、同系列:结构相似、组成上相差n 个(n≥1) CH2、具有同一通式的化合物称为同系列。
分子式 构造简式
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
CH4 C2H6 C3H8 C4H10
异:表示具有 新:表示具有
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(CH3)2CH R
CH3CHCH2CH3 CH3
(CH3)3C R
CH3
CH3 C CH3 CH3
二、系统命名法
在系统命名法中,涉及到新概念“烷基”, 所谓“烷基”是指烷烃分子去掉一个氢原子后剩 下的基团叫烷基。常用R-表示, 通式CnH2n+1。
烷基
1、伯碳原子(1°C ):仅与一个碳原子 直接相连的原子即一级碳原子。
2、仲碳原子(2°C) :与两个碳原子直 接相连的原子即二级碳原子。
3、叔碳原子(3°C ):与三个碳原子直 接相连的原子即三级碳原子,。
4、季碳原子(4°C ):与四个碳原子直 接相连的原子即四级碳原子。
2019/8/20
与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子,分别 称为伯氢、仲氢、叔氢。1°H、2°H、3°H。 伯氢、仲氢、叔氢在化学反应中的活性不同。
⑶书写名称:将取代基名称写在母体名称 之前,并用阿拉伯数字标明取代基位次。在 阿拉伯数字与取代基之间用短横“-”连接。
在书写名称时特别注意以下问题: A 将支链(取代基)写在主链名称的前面。
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B 、取代基按“次序规则”小的基团优先列出: 下面简单介绍次序规则的要点:
a、原子或基团按照原子序数的大小排列, 大的排在前面,小的排在后面,即: I>Br>Cl>S>P>O>N>C>H.( “>”优于)。
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