烷烃和环烷烃自由基取代

有机化合物的异构现象 构造异构体
碳架异构体 位置异构体 官能团异构体 互变异构体
同分异构体 （结构异构体）
立体异构体
几何异构体 构型异构体
旋光异构体
交叉式构象 构象异构体
重叠式构象
分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体, 也叫结构异构体。
烷烃的异构现象
（一）碳架异构体 （二）构象异构体 （三）旋光异构体
如：
乙二醇
2-氯乙醇
注意：在化学反应中，分子不一定都 以优势构象参与反 应，影响构象稳定行 因素 除了扭转张力和范德华 力外 ，还可能有偶极-偶极相互作用和氢键等影响
2、正丁烷的构象
正丁烷的构象比较乙烷要较为复杂一些。 正丁烷的极端典型构象有四种：
全重叠式 邻位交叉 部分重叠式 对位交叉式
正丁烷的构象势能关系图
构象
一个已知构型的分子，仅 由于单键的旋转而引起分 子中的原子或基团在空间 的特定排列形式称为构象 。
构象异构体
单键旋转时会产生 无数个构象，这些 构象互为构象异构 体（或称旋转异构 体）。
第二节
命名
1. 碳的级
2. 普通命名法
3. 系统命名法
（ P44 表2-2，课后熟悉英文名称）
（1）烷基命名
沸点大小取决于微弱的范德华力
烷烃沸点的特点
（1）沸点一般很低。 （非极性，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）
注意与熔 点特点区 别
（3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。 （叉链多，分子不易接近）
bp：36℃
分子间接触面积小 作用力弱
分子间接触面积大 作用力强
2、作业：P45 2.5； P48 2.7
第四节 构 象
１、 乙烷的构象
（1） 表示方法
重叠式构象
交叉式构象
伞式
锯架式
纽曼式
伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物
（2）乙烷构象势能关系 图
（3）乙烷衍生物的构象
分子优势构象不一定都是对位交叉。大多数分子主要以交 叉式构象的形式存在；但在乙二醇和2-氯乙醇分子中，由 于可以形成分子内氢键，主要是以邻交叉构象形式存在。
奇数碳
烷烃异构体的熔点、沸点规律
支链较多的烷烃：沸点低（分子间接触面积小）
对称性高的烷烃：熔点高（主要原因：分子在晶格 中排列紧密）
正戊烷
bp
能 量
旋转角
高级烷烃的碳链呈锯齿形
由于分子主要以交叉式构象的形式存在， 所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。
四元环
3、环烷烃的构象 （1）环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象
平面式
折叠式 转换能量 E = 6.3 KJmol-1
五元环
信封式
半椅式
（2） 环己烷的构象 1）椅式构象（优势构象）
(1) 环己烷椅式(Chair Form)构象的画法
bp：9.5℃
（二）熔点（melting point，简写mp）
Hale Waihona Puke Baidu
烷烃熔点的特点
（1）随相对分子质量增大而 增大。
（2）偶数碳烷烃比奇数碳烷 烃的熔点升高值大。
（3）相对分子质量相同的烷 烃异构体，分子越对称， 分子在晶格中排列越紧 密，熔点越高。
熔点高低取决于分 子间作用力和晶格 堆积的密集度
偶数碳
σ键的定义
在化学中，将两个轨道沿着轨道对称轴方向重叠 形成的键叫σ键。
σ键的特点
1、电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固 。 2、σ键旋转时不会破坏电子云的重叠，所以σ键可
以自由旋转。
二. 小环烷烃的结构
张力学说的内容
当碳原子的键角偏离109°28′时， 便会产生一种恢复正常键角的力量。这 种力就称为张力。键角偏离正常键角越 多，张力就越大。
2、1,2和4,5之间有两个正丁烷似的全重叠, 1,6、 5,6、2,3、3,4之间有四个正丁烷似的邻位交 叉。
第五节 物理性质
外 观： 状态 颜色 气味
物理常数： 沸点（bp) 折光率（n) 密度（D)
熔点（mp) 旋光度[α]λt 溶解度
偶极矩（μ） 光谱特征
一、分子间作用力
物 理 性 质
结构
（2）开链烷烃命名（选主链；编号；命全名 ）
（3）环烷烃命名
1）单环烃
2）稠环烃
例如
三环[3.2.1.02,4 ]辛烷
第三节 结 构
一、 烷烃的结构特征
烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 甲烷具有正四面体的结构特征。 当烷烃中的碳原子数大于3的时候,碳链 就形成锯齿形状。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ键。
锯架式
纽曼式
2) 环己烷椅式构象的特点
1. 有6个a (axial) 键，有6个e (equatorial)键。 2. 有C3对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和2,4,6平面
，两平面间距50pm） 3. 有构象转换异构体 。（K=104-105/秒） 4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
a键转变成e键，e键转变成a键； 环上原子或基团的空间关系保持。
（2）、取代环己烷的构象
（１）一取代环己烷的构象 （2）二取代环己烷的构象 （3）多取代环己烷的构象
2）. 环己烷的船式构象（一般了解）
（1） 环己烷船式 (Boat form) 构象的画法
锯架式
纽曼式
(2) 环己烷船式构象的特点:
1、1,2,4,5四个碳原子在同一平面内，3,6碳原 子在这一 平面的上方。
见书 P60实例
分子间作用力
（影响物理性质重要 因素）
色散力(又称范德华力)
氢键（影响沸点、溶解 偶极-偶极力
（瞬时偶极，有加和性，和分子间距离有关） 性、生物大分子结构）
（极性性分子之间）
烷烃是非极性分子，分子间只有微弱的色散力相互吸引。
二、沸点、熔点、相对密度和溶解度
（一） 沸点（boiling point，简写bp）
小环烷烃的结构
实际上，在三元环及四元环中，碳碳键并不 是沿键轴方向重叠的σ键。而是一种非“正规”的 单键，成键的强度较弱，因而容易发生断裂。
由此可见：
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。
（ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试 剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质
。
1、预习烷烃构象、烷烃和 环烷烃性质；
烷烃和环烷烃自由基取代
教学目的要求
1、掌握烷烃同系列及构造异构，环己烷的构象；烷烃 和环烷烃命名法。σ键的形成和特点.
2、熟悉烷烃的熔点、沸点的变化规律烷烃卤代反应， 自由基的稳定性顺序。小环烷烃的结构特点及化学 性质.
3、了解常见烷烃及烷烃分类。
难点：构象
第一节 分类、异构
1、分类 2、烷烃的异构现象