第二、三章开链烃

CH3CHCHCH2CH2CCH
SP3 SP2 SP2 SP3 SP3 SP SP
共轭二烯烃分子结构
二烯烃可分为三种类型： 1、累积双键二烯烃，
例 CH3CH2CH=C=CH2
2、共轭双键二烯烃，
例 CH3CH＝CH－CH=CH2
3、隔离双键二烯烃。 例CH2 ＝ CH－CH2－CH=CH2
自然界中很多物质都存在着共轭体系，如
2.2.2 饱和和不饱和碳原子分子 的形成
甲烷CH4分子的形成：
C-H σ －键 （SP3 C- SH）
乙烷分子的形成：
SP3
H
HC
H
H
CH
H
H
H C
H
H
CH
H
C-C键
注：C-Cσ 键（单键）可以绕键轴自由旋转
直链烷烃立体结构可以有以下等形式：
★
原因：1.键角109.5˚ 2.σ -键可自由旋转
可能不是该化合物分子中最长的碳链） 2、主链碳原子的编号由距离双键或三键最近的
一端开始； 3、命名时必须注明双键或三键的位置，编号写
在母体名称的前面。
CH2CH3
CH3CHCH2CH2CHCH2CH3
CH(CH3)2
2，3－二甲基－6－乙基－辛烷
CH2CH3 1 CH2CCH2CH2CHCH2CH3 CH3CHCH3 5－乙基－2－异丙基－1-庚烯
第二、三章开链烃 —烷烃、烯烃、炔烃、二烯烃
定义：碳氢化合物简称叫做烃。
饱和烃（如烷烃）
开链烃
不饱和烃
烃
（如烯烃、炔烃）
脂环烃
环烃
芳香烃
2.1 开链烃的通式、同系列
2.1.1通式
烷烃 烯烃 CnH2n＋2 CnH2n
炔烃 二烯烃 CnH2n－2 CnH2n－2
2.1.2同系列
结构相似，而在组成上相差CH2或它的倍数 的许多化合物，组成一个系列，同系列中的各
化合物叫做同系物。 CH2叫做同系列的系差。
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3
甲烷 乙烷
丙烷
丁烷
2.2 开链烃的结构与异构体
CH3CHCHCH2CH2CCH
CH4 CH2CH2
CHCH
2.2.1碳原子的杂化
碳元素
C：第二周期
外层4电子
第四主族（IV A ） 1s22s22p2 可形成四个共价键
CH2CH3 CH3CHCH2CH2CHCH2CH3
CH(CH3)2
CH2CH3 CH3CHCH2CH2CHCH2CH3 CH3CHC1H3 2，3－二甲基－6－乙基－辛烷
1 2
3
5 67
4
8
1 2
3
5 67
4
8
（2）不饱和烃系统命名原则
命名要点： 1、选择主链包含双键或三键的最长碳链（有时
CH3CH CH3
烯基：从烯烃分子中形式上去掉一个氢原 子后剩下的基团（R-）.
乙烯基（CH2=CH-）、丙烯基(CH3CH=CH-) 烯丙基(CH2=CHCH2-)、异丙烯基 (CH3-C=CH2)
│
2.伯、仲、叔、季碳原子 （分别为1○、2○、3○、4○）
H 伯碳原子
H 伯碳原子
HCH
HCC
P-π共轭体系：π键与P轨道以一个单键相
隔的体系。
如： CH2=CH-CH2• CH2=CH-Cl：
CH2=CH-CH2+
解释： 1、π，π－共轭效应可归结为π，π－共轭体系 中π电子离域的结果。在共轭体系中，由于电子离 域的结果，化合物能量显著降低，稳定性明显增加。 2、在共轭体系中， π电子的转移可用弯箭头表示
同
构造异构 官能团异构（烯醇式与酮式）
分
官能团位置异构
异 构
构型异构 对映异构
类 型
立体异构
非对映异构 （顺反异构）
构象异构 （只烯烃有）
注：构造异构：碳骨架异构是碳架不同 产生的异构；
官能团位置异构：是双键位次不同产生 的异构；
顺反异构：构型异构即分子中各原子或 基团在空间的不同排列。顺反异构也称几何 异构
-CH=CH2
-CH-CH2 (C) (C)
(B)Z,E命名法
大
CH3
C
大
CH CH3
C
2
小H
H
小
Z－4－甲基－2－戊烯
大
CH3
H小
CC
小H
CH CH3
2大
E－4－甲基－2－戊烯
CH3
CH2CH3
CC
H
CH CH3
2
E-4-甲基－3－乙基－2－戊烯
CH3
CH CH3
CC
2
H
CH2CH3
Z-4-甲基－3－乙基－2－戊烯
CH3
CH3
CC
H
Br
顺-2溴－2－丁烯
E-2溴－2－丁烯
CH3CH CH3
CC H
CH3 CC
CH3 H
(2顺或Z-4反或E)-4,5-二甲基-2,4-庚二烯
2、可产生顺反异构体的烯烃
a
a
CC
b
b
a
d
CC
b
b
a
d
CC
b
e
a
d
CC
a
e
没有顺反异构
2.3 开链烃系统命名
1. 基的命名 烷基：从烷烃分子中形式上去掉一个氢原
子后剩下的基团（R-）.
CH4 H CH3 甲基
H3C CH3
H
CH3CH2 乙基
CH3CH2CH3
CH3CH2CH2- 正丙基 CH3CHCH3 异丙基
反
CH3
C
CH CH3
C
2
H
H
顺－4－甲基－2－戊烯
CH3
H
CC
H
CH CH3
2
反－4－甲基－2－戊烯
烯烃顺反异构体的 命名可分两步: 1、首先写出烯烃
的名称； 2、指出是顺式还
是反式。
问题：烯烃 CH3
CH2CH3
CC
H
CH CH3
2
能用顺反命名法命名吗？
2、Z,E命名法 （A）次序规则(确定优先基团):
CH2
CH2

CH CH

CH CH

CH2

O
H
课堂练习： 下列化合物中，哪些化合物结构中
存在共轭体系
CHCHCH3
CHCHCH3
CHCHCH2
O CH3CHCHCH
O CH2CHCH2CH
Cl CH2CHCH2CH3
CHCHCH2
CHCHCH2
2.2.3 同分异构体
碳骨架异构
CH2CH3
CH3CCHCH2CHCH2CH3
CH3CHC1H3
2,3－二甲基－6－乙基－3-辛烯
CH2CH3
CH3CCHCH2CHCHCH1 2
CH3CHCH3
6,7－二甲基－3－乙基－1,5-辛二烯
（3）顺反异构体的命名
1、顺反命名法
a
a
bCC b
顺
a
d
bCC b
顺
a
b
bCCa
反
a
b
bCC d
（1）乙烷式的构象
透视式
重叠式
纽曼式
重叠式
交叉式
交叉式
乙烷分子不同构象的能量曲线图
重叠式
交叉式
交叉式
0°
60 ° 120 °
（2）丁烷式构象
C1H3C2H2C3H2C4H3 C2-C3的构象
典型构象：
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
对位交叉式
邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式
1，3－丁二烯的结构 近代实验方法测定结果表明：
125
H
H
C C 0.146nm H
H
122 C C
H 0.1337nm H
解释：其C-C键长0.146nm，烷烃的C-C键长0.154nm， 可见，1，3－丁二烯的结构特点是键长趋向于 平均化。
如何解释以上的测定结果呢？
1，3－丁二烯分子结构：CH2=CH-CH=CH2
杂化轨道理论认为： C 2s22p2 可以进行以下杂化：
SP3杂化
2P 2S
激发
杂化
Pz
SP2杂化
XY Z
2S 2P
Py Pz SP杂化
SP3杂化轨道形状：
C原子四个SP3杂 化轨道形状：
C的SP3杂化轨道空间 形状是四面体
C
C
SP2杂化轨道形状：
C原子三个SP2
120° 轨道空间形状
C
是平面三角形
C SP2杂化
解释：
1，3－丁二烯分子
HH
中的每个原子都在 同一平面内，每个 原子的P轨道侧面
H H
C1 C2 C3 C4 H
H
相互交盖形成离域
的π 键，这样的体
系叫做共轭体系。
共轭效应 共轭体系中π键与π键或π键与P
轨道重叠产生的一种电子效应。
π-π共轭体系：π键与π键以一个单键相
隔的体系。 如: CH2=CH-CH=O CH2=CH-C≡N
① 将与双键碳原子直接相连的原子按原子序 数大小排列，大的为“较优”基团。 I＞Br ＞Cl ＞S ＞F ＞O ＞N ＞C ＞D ＞H
②如果与双键碳原子直接相连原子的原子序数 相同，则需要再比较由该原子向外推算的第二原子 的原子序数，依次外推，直到比较出较优的基团为 止。 －C(CH3)3 ＞-CH(CH3) 2 ＞-CH2CH3
1O
H
1O
H
H 仲碳原子
C 叔碳原子
C 季碳原子
CCC
CCC
CCC
2O H
3O H
4O C
3. 系统命名原则
（1）饱和烃系统命名原则
A、选择最长碳链为主链； B、距离支链最近的一端开始编号（应采
用最低系列的编号）； C、支链烷基的名称及位置写在母体名称
的前面。 归纳十六个字：最长碳链、最小定位、同 基定位、同基合并、由简到繁
解释：烯烃分子中C=C的π 键不能旋转， 导致分子中各原子或基团在空间的不同 排 列，即顺反异构；顺反异构属于构 型异构；顺反异构体之间的相互转化必 须通过键的断裂和再形成。
1、顺反异构产生的原因：
（1）乙烯分子是平面形的，两个碳原 子和四个氢原子处于同一平面内；
（2）C=C 双键不能绕键轴自由旋转；
★ 为最稳定结构
乙烯CH2 ＝CH2分子轨道的形成：
π键
CC
π键
H
H
C-C 键
H H
C-C 键
解释：C=C双键中，一个σ 键， 一个π 键；σ 键具有对称轴可以 自由旋转，而π 键由于是侧面交 盖形成的，没有对称轴，不能自
由旋转。
乙炔分子HC≡CHσ 键和π 键的形成
键
C-H 键
C
C-C 键
三个SP2杂化轨道的形成
PZ
C
SP2
SP2
SP2
SP杂化轨道形状：
180
C原子两个SP杂
化轨道空间形状
C
是直线形
两个SP杂化轨道的形成
PY
SP
C
SP
PZ
解释： 1、SP3杂化轨道含有1/4S轨道成分和3/4P 轨道 成分； SP2杂化轨道含有1/3S轨道成分和2/3P 轨道成分； SP杂化轨道含有1/2S轨道成分和 1/2P轨道成分； 2、杂化轨道能级略高于2S轨道而略低于2P轨道， 杂化轨道能量相等； 3、C原子空间形状是由它的杂化类型所决定的 。
官能团异构：官能团不同产生的异构。
2.2.3.1 构造异构体
分子式相同而结构不同（自学）
练习：C5H12
C5H10
C5H8
2.2.3.2 烷烃构象异构体
(乙烷式和丁烷式构象) C-Cσ 键是由两个碳原子的SP3杂化轨道 在对称轴的方向交盖而成，相对旋转而不破 坏。这种由于单键旋转而产生的分子中各原 子或基团在空间的不同排列方式，叫构象。 即分子中各原子或基团在空间的不同排列 , 可以通过单键的旋转而相互转化的。
键
C C-H
π键
δ键
C≡C中1个σ 键和2个π 键的形成
小结： 1、饱和C原子都是SP3杂化的，空间形状为 正四面体；C=C的C是SP2杂化的,空间形状 为平面三角形；C≡C的C是SP杂化的，空间 形状为直线形；（分子中碳原子的空间结 构即构型是由σ 键），而π 键的形成都是由P轨道形成的。
低
能量
高
CH3
能
CH3
量
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3 CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
0 60 120 180 240 300 360 （度）
2.2.3.3 烯烃顺反异构体
问题：什么是构型、构型异构、构型异构体？
构型：由于分子中键的旋转受阻从而原子在空间排列方 式不同。
构型异构：分子组成相同，分子中原子相互连接 的方法和次序也相同，但分子中原子在空间的不 同排列。 构型异构体：分子组成相同和构造相同，但构型 不同的化合物。