有機化學第2章-飽和烴

返回,第2章飽和烴,有機化學,基本內(nèi)容和重點要求,烷烴及環(huán)烷烴的系統(tǒng)命名法烷烴及環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴的構(gòu)象異構(gòu)環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象烷烴及環(huán)烷烴的物理性質(zhì)及其變化規(guī)律烷烴及環(huán)烷烴的化學性質(zhì)及鹵代反應(yīng)機理,返回,重點掌握烷烴及環(huán)烷烴的系統(tǒng)命名法、烷烴的構(gòu)象異構(gòu)、環(huán)己烷及其衍生物的構(gòu)象，鹵化的自由基反應(yīng)機理及各類自由基的相對穩(wěn)定性。,第2章飽和烴,返回,2.1烷烴和環(huán)烷烴的通式、同系列和構(gòu)造異構(gòu),2.2烷烴和環(huán)烷烴的命名,2.3烷烴的結(jié)構(gòu),2.4烷烴的構(gòu)象,2.5環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性,2.6環(huán)已烷及其衍生物的構(gòu)象,2.7烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì),2.8烷烴和環(huán)烷烴的化學性質(zhì),2.9烷烴的來源,返回,烴：碳氫化合物，僅含C、H兩種元素。烴的衍生物：烴分子中氫被其他原子或基團所取代。,烴,開鏈烴(脂肪烴),環(huán)狀烴,脂環(huán)烴,芳香烴,飽和烴(環(huán)烷烴)不飽和烴(環(huán)烯烴等)單/多環(huán)芳烴稠環(huán)芳烴,返回,返回,開鏈烷烴通式：CnH2n+2,2.1烷烴和環(huán)烷烴的通式、同系列和構(gòu)造異構(gòu),返回,環(huán)烷烴通式:CnH2n,4個碳原子以上的烷烴存在碳鏈異構(gòu)體,正丁烷bp:-0.5Cmp:-135C,異丁烷bp:-11.2Cmp:-135C,烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu),返回,有機化合物廣泛存在同分異構(gòu)現(xiàn)象。分子式相同而構(gòu)造式不同的同分異構(gòu)現(xiàn)象稱構(gòu)造異構(gòu)。,隨碳原子數(shù)增加，異構(gòu)體數(shù)目迅速增加,烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu),返回,含有三個以上碳原子的環(huán)烷烴，除與碳原子數(shù)相同的烯烴互為同分異構(gòu)體外，還有環(huán)狀的同分異構(gòu)體。,環(huán)烷烴的異構(gòu)有多種形式，環(huán)丙烷與丙烯互為構(gòu)造異構(gòu)體：,2.2.1伯、仲、叔、季碳原子,返回,2.2烷烴和環(huán)烷烴的命名,伯碳,伯氫,只與一個碳原子直接相連的碳原子以及甲烷中的碳原子稱為伯碳原子,1,與伯碳原子相連的氫原子叫伯氫原子,伯碳,伯氫,仲碳,仲氫,返回,叔碳,伯碳,叔氫,返回,季碳,伯碳,返回,2.2.2烷基,烷基：烷烴分子中去掉一個氫原子之后剩余的部分（原子團）。,幾種常用的烷基,甲基Me,乙基Et,返回,伯氫,仲氫,正丙基n-Pr,異丙基i-Pr,幾種常用的烷基,返回,仲氫,伯氫,正丁基n-Bu,仲丁基s-Bu,幾種常用的烷基,返回,叔氫,伯氫,異丁基i-Bu,叔丁基t-Bu,幾種常用的烷基,返回,返回,2.2.3基團大小次序規(guī)則,1.原子序數(shù)大的次序大，原子序數(shù)小的次序小，同位素中質(zhì)量高的次序大。,C(CH3)3CH(CH3)2CH2CH3CH3,IBrClOHNH2RH,2.如果原子團的第一個原子相同，則比較與它相連的其它原子(第二個原子)的原子序數(shù)大小，其它依次類推。,3.含有雙鍵或叁鍵的原子團，可以認為連有二個或三個相同的原子。,CCHCH=CH2CH2CH3CH3,普通命名法：適用于簡單的有機化合物，以正、異、新等來區(qū)別異構(gòu)體。,2.2.普通命名法,返回,例：,正戊烷,異戊烷,新戊烷,異,新,有機化合物最常用的命名法是國際純粹化學和應(yīng)用化學聯(lián)合會(InternationUnionofPureandAppliedChemistry,簡稱IUPAC)制訂的系統(tǒng)。我國現(xiàn)用的系統(tǒng)命名法是依據(jù)IUPAC規(guī)定的原則，再結(jié)合中文特點制訂的。,2.2.5系統(tǒng)命名法,返回,(1)選擇主鏈選擇最長、含支鏈最多的鏈為主鏈，根據(jù)主鏈碳原子數(shù)以中文十天干所對應(yīng)的數(shù)目稱為“某”烷。,例：,2-甲基戊烷,步驟和原則如下:,3-甲基己烷,返回,6個碳原子，4個支鏈,6個碳原子，2個支鏈,返回,當碳鏈長度相等時，選擇支鏈最多的鏈為主鏈,選擇紅色為主鏈,2,2,5-三甲基-3-乙基己烷,(2)給主鏈編號用于確定取代基(支鏈)的位置。,例：,2-甲基丁烷,從最接近取代基的一端開始編號,返回,蘭色編號正確,3,3,4-三甲基己烷,例：,返回,從最接近取代基的一端開始編號,4,4,5-三甲基己烷,3-甲基-4-乙基己烷,例：,若有相同編號，則小基團先編號,返回,紅色編號正確,按次序規(guī)則：甲基乙基,(3)寫出化合物名稱依次寫出取代基的位次、個數(shù)、名稱于某烷之前，大基團后列出。,返回,返回,1.選主鏈:選取代基最多的最長碳鏈為主鏈,寫出母體名稱。2.取代基編號與命名:a.從離取代基最近的一端開始編號；b.遵循取代基最低系列規(guī)則；c.將取代基按次序規(guī)則寫在母體名稱前；d.相同取代基合并,以中文數(shù)字標明數(shù)目。,系統(tǒng)命名規(guī)則小結(jié),例：,注意,中文名稱和英文名稱中基團的排列次序不同,3-甲基-5-乙基-4-丙基庚烷(5-ethyl-3-methyl-4-propylheptane),返回,練習,1：,2,4,5-三甲基-4-乙基庚烷,返回,1.編號數(shù)字與中文間用“-”隔開,數(shù)字間用“,”分開;2.取代基和母體名稱之間不能用“-”隔開;3.中文數(shù)字二,三不能用阿拉伯數(shù)字2,3替換。,注意,練習,2：,3,4-二甲基己烷,返回,3,4,3,6-二甲基-4-丙基辛烷,3：,練習,返回,4：,3-甲基-3-乙基-4-丙基庚烷,練習,返回,返回,環(huán)丙烷,2.2.6.1簡單環(huán)烷烴的命名,2.2.6環(huán)烷烴的命名,單環(huán)脂環(huán)烴的命名與烷烴相似，只是將碳原子數(shù)相應(yīng)的鏈烴前面加上一個“環(huán)”字,1,2-二甲基環(huán)丙烷,環(huán)上的碳原子用阿拉伯字編號，使取代基有最小位次,返回,1-甲基-2-異丙基環(huán)戊烷,側(cè)鏈比較復(fù)雜,以鏈為母體,環(huán)為取代基,有多個取代基，編號從較小的取代基開始,2-甲基-4-環(huán)己基己烷,分子中有一個碳原子為多個環(huán)共有的化合物稱為螺環(huán)化合物，共用的碳原子稱為螺原子。,返回,螺4.5癸烷,2.2.6.2螺環(huán)烴的命名,1.按環(huán)的碳原子總數(shù)命名為“某烷”，加詞頭“螺”。2.再把連接螺原子的兩個環(huán)的碳原子數(shù)(不含螺原子)，按由小到大的次序?qū)懺凇奥荨焙汀澳惩椤敝g的方括號里，數(shù)字用圓點分開。,返回,3.螺環(huán)上的編號，從連接螺原子上的第一個碳開始，先編較小的環(huán)，然后經(jīng)過螺原子(螺原子編號)再編第二個環(huán),編號的順序以取代基位置最小為原則。,5-甲基螺3.4辛烷,螺環(huán)烴的命名,有兩個以上碳原子為兩個以上環(huán)共有的化合物稱為橋環(huán)化合物，共用鍵的化合物又稱稠環(huán)化合物。,橋頭碳,橋頭碳,長橋,短橋,中橋,橋環(huán)化合物,稠環(huán)化合物,返回,2.2.6.3橋環(huán)烴的命名,返回,1.按所有環(huán)的碳原子總數(shù)命名為某烷，加詞頭二(雙)環(huán)。2.各“橋”所含碳原子數(shù)目，按由大到小的次序?qū)懺凇岸h(huán)”和“某烷”之間的方括號里。,橋環(huán)烴的命名,雙環(huán)4.3.0壬烷,雙環(huán)3.2.1辛烷,2，7，7-三甲基二環(huán)2.2.1庚烷,返回,3.從一個橋頭碳原子開始編號,從最長的橋至第二個橋頭,再編余下的次長的橋,回到第一個橋頭;最后編最短的橋。4.編號以取代基位置號碼數(shù)為較小。,橋環(huán)烴的命名,6-甲基二環(huán)3.2.2壬烷,返回,練習,1,4-二甲基-2-乙基環(huán)己烷,1,2,3,4,6：,返回,練習,1,3-二甲基-5-乙基環(huán)己烷,1-ethyl-3,5-dimethylcyclohexane,7：,返回,練習,8：,1-甲基螺3.4辛烷,5-甲基螺3.4辛烷,1,2,3,4,1,2,3,4,5,返回,練習,9：,2,7,7-三甲基二環(huán)2.2.1庚烷,返回,烷烴中碳原子(C:1s22s22p2)采取sp3雜化,2.3烷烴的結(jié)構(gòu),返回,（1）每個sp3雜化軌道，各含1/4s軌道成份3/4p軌道成份。（2）具有更強的方向性，能更有效地與別的原子軌道重疊形成穩(wěn)定的化學鍵。sp3雜化軌道的空間取向是指向正四面體的頂點。（3）sp3雜化軌道夾角是109.5，使四個鍵角之間盡可能的遠離。,sp3雜化軌道的特點：,返回,甲烷是最簡單的烷烴。在形成甲烷分子時，4個氫原子的1s軌道分別沿著碳原子的sp3雜化軌道的對稱軸靠近，當它們之間的吸引力與斥力達到平衡時，通過電子云重疊交蓋形成了4個碳氫鍵。,2.3.2甲烷的結(jié)構(gòu),電子云呈圓柱形對稱,鍵的特點：,原子軌道沿對稱軸方向重疊形成的共價鍵稱鍵。,返回,以鍵相連接的兩個原子可以繞對稱軸相對旋轉(zhuǎn)而不影響電子云的分布，具有可旋轉(zhuǎn)性,重疊程度高，鍵較牢固,甲烷的空間結(jié)構(gòu)是正四面體。碳原子位于正四面體的中心，和碳原子相連的四個氫原子，位于四面體的四個角。,返回,H,H,H,H,C,HCH鍵角109.5,CH鍵長0.109nm,甲烷的正四面體結(jié)構(gòu),甲烷的正四面體結(jié)構(gòu),返回,動畫,甲烷結(jié)構(gòu)的幾種表示方法,返回,楔形式球棍模型比例模型(stuart模型),返回,其他烷烴分子的碳原子，也都是以sp3雜化軌道與另的原子形成鍵的，因此也都具有四面體的結(jié)構(gòu)。但除甲烷外，其他烷烴的各個碳原子上連接的原子或原子團并不完全相同，因此每個碳原子上的鍵角并不完全相等。除乙烷外，烷烴分子的碳鏈并不排布在一條直線上，而是曲折地排布在空間。烷烴分子中各原子之間都是以鍵相連的，所以兩個碳原子可以繞鍵相對旋轉(zhuǎn)而形成不同的空間排布。,2.3.3其他烷烴的結(jié)構(gòu),返回,其他烷烴的結(jié)構(gòu),正丁烷bp:-0.5Cmp:-135C,異丁烷bp:-11.2Cmp:-135C,返回,分子中原子的連接方式稱分子的構(gòu)造。分子式相同而構(gòu)造式不同的同分異構(gòu)現(xiàn)象稱構(gòu)造異構(gòu)。4個碳原子以上的烷烴存在碳鏈異構(gòu)體,2.3.4烷烴的構(gòu)造異構(gòu),4碳烷烴的構(gòu)造異構(gòu)體,返回,正戊烷,異戊烷,新戊烷,隨碳原子數(shù)增加，異構(gòu)體數(shù)目迅速增加,5碳烷烴的構(gòu)造異構(gòu)體,有機分子中由于圍繞C-C鍵可以自由旋轉(zhuǎn)，在旋轉(zhuǎn)過程中，由于分子中原子或基團的相對位置不斷發(fā)生變化，就形成了許多不同的空間排列方式。這種僅僅由于圍繞單旋轉(zhuǎn)而引起的分子中原子或基團在空間的不同排列方式稱為構(gòu)象。,2.4烷烴的構(gòu)象,返回,返回,動畫,在乙烷分子中假設(shè)一個甲基固定，使另一個甲基沿CC鍵鍵軸旋轉(zhuǎn)，兩個甲基中的氫原子的相對位置就會不斷改變，產(chǎn)生無數(shù)種不同的構(gòu)象。其中有兩種典型構(gòu)象，一種叫做交叉式構(gòu)象，另一種叫做重疊式構(gòu)象。,2.4.1乙烷的構(gòu)象,乙烷的交叉式(反疊式)構(gòu)象,交叉式構(gòu)象是能量最低最穩(wěn)定的構(gòu)象,返回,乙烷的重疊式(順疊式)構(gòu)象,返回,重疊式構(gòu)象是能量最高最不穩(wěn)定的構(gòu)象,構(gòu)象的表示方法,球棒模型,紐曼投影式,透視式,返回,重疊式構(gòu)象,返回,構(gòu)象的表示方法,交叉式構(gòu)象,球棒模型,紐曼投影式,透視式,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,H,返回,紐曼投影式的畫法,交叉式構(gòu)象,重疊式構(gòu)象,2.4.2丁烷的構(gòu)象,返回,動畫,丁烷的對位交叉式(反疊式)構(gòu)象,返回,能量最低的最穩(wěn)定構(gòu)象,丁烷的部分重疊式(反錯式)構(gòu)象,返回,丁烷的鄰位交叉式(順錯式)構(gòu)象,返回,丁烷的完全重疊式(順疊式)構(gòu)象,返回,能量最高的最不穩(wěn)定構(gòu)象,完全重疊式,部分重疊式,鄰位交叉式,對位交叉式,部分重疊式,丁烷四種典型構(gòu)象的穩(wěn)定性比較,對位交叉式鄰位交叉式部分重疊式完全重疊式,返回,穩(wěn)定性次序：,由于分子處于不停的運動狀態(tài)之中，分子間碰撞的能量足以使鍵快速旋轉(zhuǎn)而難以分離出單一構(gòu)象式，所以構(gòu)象異構(gòu)體是同一分子。盡管如此，一個化合物的許多物理性質(zhì)、化學性質(zhì)可以根據(jù)某一特殊的或某一有利的構(gòu)象來進行分析。,返回,對任何烷烴而言，最穩(wěn)定的構(gòu)象中碳鏈總是以鋸齒形反式排列，C-H鍵都在交叉式位置，大的取代基盡可能處于對位排列。氣液兩相中，各種構(gòu)象互相轉(zhuǎn)變。晶體中，分子排列在剛性的晶格中，運動受到阻礙，構(gòu)象固定，碳鏈排成鋸齒狀。,正己烷,正庚烷,返回,鏈烷烴的構(gòu)象,動畫,返回,氣液兩相中，各種構(gòu)象互相轉(zhuǎn)變,1.烷烴分子中碳原子的雜化狀態(tài)均為為sp3雜化。分子中所有的共價鍵都是鍵。2.含4個及以上碳原子的烷烴存在構(gòu)造異構(gòu)體。3.除甲烷外，其他烷烴分子由于CC鍵的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生無數(shù)個構(gòu)象異構(gòu)體，但一般情況下不能分離單獨得到，無數(shù)個構(gòu)象異構(gòu)體均為同一分子。,“烷烴的結(jié)構(gòu)”小結(jié)：,返回,課堂練習：,1.下列各對化合物是同一分子或構(gòu)造異構(gòu)體？,和,(1),返回,構(gòu)造異構(gòu)體,同一分子,和,(3),同一分子,返回,返回,2.5.1環(huán)烷烴的張力能,2.5環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的穩(wěn)定性,環(huán)烷烴的張力越大，能量愈高，分子愈不穩(wěn)定。,返回,（）環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu),由于飽和烴分子中碳原子為sp3雜化，雜化軌道之間如果沿對稱軸方向重迭，必須將三個C-C-C鍵角壓縮至60才能成環(huán)，由此會產(chǎn)生很大的角張力。,2.5.2小環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)與環(huán)的不穩(wěn)定性,形成彎曲鍵可緩解角張力,環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu),返回,環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu),返回,動畫,具有重疊構(gòu)象，氫原子排斥產(chǎn)生“重疊張力”,-鍵角偏離正常鍵角產(chǎn)生角張力,環(huán)丙烷分子具有較高的內(nèi)能(張力能)，不穩(wěn)定!鍵為彎曲鍵，重疊程度小，易斷裂!,彎曲鍵,環(huán)丙烷的結(jié)構(gòu),返回,動畫,返回,動畫,環(huán)丁烷的CC鍵與環(huán)丙烷類似也呈彎曲鍵，但它的碳原子雜化軌道重疊程度比環(huán)丙烷大，而且四個碳原子不在同一個平面內(nèi)，主要以“蝶式”構(gòu)象存在(約與平面成30角)使張力有所降低，故比環(huán)丙烷穩(wěn)定。,3.環(huán)丁烷的結(jié)構(gòu),返回,小環(huán)烴分子的結(jié)構(gòu)特點：,小結(jié),CC鍵呈彎曲鍵，重疊程度小，分子張力大，內(nèi)能高，不穩(wěn)定,返回,脂環(huán)化合物由于環(huán)的限制，環(huán)上所連接的原子或基團，如同連接在碳碳雙鍵上一樣，不能自由旋轉(zhuǎn)。如果環(huán)上有兩個或兩個以上的碳原子各自連有不同的原子或基團時，便產(chǎn)生順反異構(gòu)。,2.5.3環(huán)烷烴的順反異構(gòu),例：,順-1，2-二甲基環(huán)丙烷,反-1，2-二甲基環(huán)丙烷,取代基在環(huán)的同側(cè)為順式,取代基在環(huán)的不同側(cè)為反式,返回,順-1，4-二甲基環(huán)己烷,反-1，4-二甲基環(huán)己烷,返回,環(huán)己烷分子中的CC鍵可以在一定的范圍內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，形成無數(shù)構(gòu)象。其中有兩種沒有角張力的極限構(gòu)象：船式構(gòu)象和椅式構(gòu)象。這兩種構(gòu)象中，每個碳原子都保持了109.5的鍵角，因而都是穩(wěn)定構(gòu)象。,椅式構(gòu)象,船式構(gòu)象,返回,2.6環(huán)已烷及其衍生物的構(gòu)象,返回,動畫,環(huán)己烷分子中的CC鍵可以在一定的范圍內(nèi)自由旋轉(zhuǎn)，形成無數(shù)構(gòu)象。,2.6環(huán)已烷及其衍生物的構(gòu)象,無數(shù)構(gòu)象中其中有兩種沒有角張力的極限構(gòu)象：船式構(gòu)象和椅式構(gòu)象。這兩種構(gòu)象中，每個碳原子都保持了109.5的鍵角，因而都是穩(wěn)定構(gòu)象。,椅式構(gòu)象,船式構(gòu)象,返回,2.6環(huán)已烷及其衍生物的構(gòu)象,環(huán)己烷呈椅式構(gòu)象時，相鄰兩個碳原子上的CH鍵都是處于交叉式的位置，能量較低。,返回,2.6.1環(huán)己烷的椅式構(gòu)象,環(huán)己烷椅式構(gòu)象中每個碳原子上都有一個a鍵和一個e鍵，在環(huán)中上下交替排列。,返回,直立鍵(a)-與對稱軸平行平伏鍵(e)-與對稱軸呈109.5,當環(huán)己烷由一種椅式構(gòu)象翻轉(zhuǎn)為另一種椅式構(gòu)象時，原來的a鍵變成e鍵，原來的e鍵變成a鍵。由于六個碳上連接的都是氫原子，所以兩種椅式構(gòu)象完全等同。,返回,當環(huán)己烷由一種椅式構(gòu)象翻轉(zhuǎn)為另一種椅式構(gòu)象時，原來的a鍵變成e鍵，原來的e鍵變成a鍵。由于六個碳上連接的都是氫原子，所以兩種椅式構(gòu)象完全等同。,返回,環(huán)己烷呈船式構(gòu)象時，C2與C3之間及C5與C6之間的4個CH鍵則是處于兩兩相互重疊的位置船式構(gòu)象中船頭和船尾的兩個CH鍵相距較近時也產(chǎn)生一定的張力。,返回,2.6.2環(huán)己烷的船式構(gòu)象,取代環(huán)己烷由一種椅式構(gòu)象翻轉(zhuǎn)為另一種椅式構(gòu)象時，翻轉(zhuǎn)前后的兩種構(gòu)象可能是不同的。,（）一取代環(huán)己烷,取代基占據(jù)a鍵,取代基占據(jù)e鍵,返回,2.6.3取代環(huán)己烷的構(gòu)象,R處于鄰位交叉位,R處于對位交叉位,較穩(wěn)定,返回,一元取代環(huán)己烷，其穩(wěn)定構(gòu)象為取代基占據(jù)e鍵的構(gòu)象,取代基占據(jù)a鍵,取代基占據(jù)e鍵,當環(huán)上有兩個相同取代基時，其穩(wěn)定構(gòu)象為取代基盡可能占據(jù)e鍵的最為穩(wěn)定構(gòu)象。,返回,主要(穩(wěn)定)構(gòu)象,穩(wěn)定性：反式順式(1,2-二甲基環(huán)己烷),（）二取代環(huán)己烷,（順式）,（反式）,返回,（順式）,主要(穩(wěn)定)構(gòu)象,穩(wěn)定性：順式反式(1,3-二甲基環(huán)己烷),（）二取代環(huán)己烷,（順式）,返回,主要(穩(wěn)定)構(gòu)象,當環(huán)上有兩個不相同取代基時，其穩(wěn)定構(gòu)象為體積較大取代基盡可能占據(jù)e鍵的最為穩(wěn)定構(gòu)象,（）二取代環(huán)己烷,（反式）,返回,主要(穩(wěn)定)構(gòu)象,當環(huán)上有兩個不相同取代基時，其穩(wěn)定構(gòu)象為體積較大取代基盡可能占據(jù)e鍵的最為穩(wěn)定構(gòu)象,（）二取代環(huán)己烷,（反式）,返回,穩(wěn)定構(gòu)象,（順式）,穩(wěn)定性：反式順式,1-甲基-4-叔丁基環(huán)己烷,（反式）,返回,穩(wěn)定構(gòu)象,（順式）,穩(wěn)定性：順式反式,1-甲基-3-叔丁基環(huán)己烷,如果環(huán)上同時有多個取代基時，則e鍵取代最多的一般都是最穩(wěn)定的構(gòu)象。,最穩(wěn)定,返回,如六氯環(huán)己烷（666）：,（）多取代環(huán)己烷,小結(jié)：,一取代環(huán)已烷取代基在e鍵時，構(gòu)象較穩(wěn)定；二元取代的環(huán)己烷取代基盡可能多占據(jù)e鍵時，構(gòu)象較穩(wěn)定；當兩個取代基不同時，較大體積的取代基占據(jù)e鍵時，構(gòu)象較穩(wěn)定；如果環(huán)上同時有多個取代基時，則e鍵取代最多的一般都是最穩(wěn)定的構(gòu)象。,返回,上頁,課堂練習：,畫出下列各二元取代環(huán)己烷最穩(wěn)定的構(gòu)象。,返回,（1）順-1-氯-2-溴環(huán)己烷,（2）反-1-甲基-4-乙基環(huán)己烷,（4）反-1，3-環(huán)己二醇,返回,（3）反-1，2-二氯環(huán)己烷,（5）順-1，3-環(huán)己二醇,返回,（6）順-1，4-環(huán)己二醇,沸點：隨相對分子質(zhì)量增加而增加，同分子量時，支鏈較多，沸點較低。,直鏈烷烴的沸點,返回,2.7烷烴和環(huán)烷烴的物理性質(zhì),比較下列化合物的沸點高低。,返回,A.2,3-二甲基戊烷B.正庚烷C.2-甲基庚烷D.正戊烷E.2-甲基己烷,CBEAD,課堂練習：,熔點：隨相對分子質(zhì)量增加而增加，但偶數(shù)碳鏈的正烷烴由于分子對稱性較高，熔點略高。,返回,34.4,4.7,3.2,33.8,烷烴及環(huán)烷烴均為非極性分子，不溶于水。,環(huán)烷烴的物理性質(zhì)和遞變規(guī)律與烷烴相似，但亦有差別。最顯著的差別是環(huán)烷烴的熔點、沸點都較含同數(shù)碳原子的烷烴和烯烴高，相對密度較含同數(shù)碳原子的直鏈烷烴和烯烴大，但仍比水輕。,返回,2.8烷烴和環(huán)烷烴的化學性質(zhì),烷烴沒有官能團，分子中的CC、CH都是鍵，極性小，鍵能大，因而烷烴化學性質(zhì)穩(wěn)定。室溫下，烷烴與大多數(shù)試劑，如強酸、強堿、強氧化劑、強還原劑等都不起反應(yīng)。但在一定條件下，例如在高溫或有催化劑存在時，烷烴可發(fā)生一些化學反應(yīng)。這些反應(yīng)在石油化工占有重要的地位。單環(huán)烷烴中，三元、四元的小環(huán)烷烴結(jié)構(gòu)特殊，化學性質(zhì)不穩(wěn)定，其他烷烴的性質(zhì)與開鏈烷烴的性質(zhì)相似。,返回,2.8.1氧化反應(yīng),返回,完全氧化(燃燒)：,=-890kJmol-1,=-1538kJmol-1,燃燒大量放熱，提供日常生活、生產(chǎn)能源。C1C6與空氣混合至一定比例時，遇到火花會發(fā)生爆炸。甲烷空氣中的爆炸極限為5.5314%，在此濃度范圍內(nèi)遇火發(fā)生爆炸，在此范圍之外,遇火只燃燒而不爆炸。,2.8.1氧化反應(yīng)2.8.2異構(gòu)化反應(yīng)2.8.3熱裂(熱解)反應(yīng)2.8.4環(huán)烷烴的開環(huán)加成反應(yīng)2.8.5飽和烴的鹵代反應(yīng),2.8烷烴和環(huán)烷烴的化學性質(zhì),返回,醛、酮、羧酸等,在催化劑存在及著火點以下，烷烴可被氧化為多種含氧化合物。,工業(yè)上利用高級烷烴制備脂肪醇及酸用于制備肥皂和表面活性劑。,2.8.1氧化反應(yīng),返回,甲烷的控制氧化可以制備氫、一氧化碳、乙炔、甲醇、甲酸、甲醛等，這些物質(zhì)都是重要的化工原料。,返回,常溫下飽和的環(huán)對氧化劑穩(wěn)定，但用強氧化劑加熱時，或在催化劑作用下用空氣直接氧化，環(huán)烷烴可被氧化成不同的產(chǎn)物:,返回,可用于區(qū)別環(huán)烷烴和烯烴,雙鍵對氧化劑不穩(wěn)定,返回,2.8.2異構(gòu)化反應(yīng),煉油工業(yè)利用異構(gòu)化反應(yīng)，使直鏈烷烴異構(gòu)化為支鏈烷烴，提高汽油的質(zhì)量。,烷烴在隔絕空氣下加熱和加壓，分子發(fā)生斷鍵，生成較小分子量的分子。裂化反應(yīng)在煉油工業(yè)可大大提高汽油、柴油等的產(chǎn)量。,例：,2.8.3熱裂(熱解)反應(yīng),返回,返回,（）催化加氫,2.8.4環(huán)烷烴的開環(huán)加成反應(yīng),返回,（）加鹵素,四碳及以上環(huán)烷烴室溫下均不能與鹵素或鹵化氫反應(yīng),用于環(huán)丙烷的鑒別,返回,（）加鹵化氫,氫加在含氫較多的碳上,2.8.5飽和烴的鹵代反應(yīng),烷烴、環(huán)烷烴在日光或紫外光照射或高溫下與Cl2或Br2反應(yīng)，分子中的氫原子能逐步被鹵素原子取代，稱鹵代反應(yīng)。,2.8.5.1鹵代反應(yīng),例如甲烷的氯代反應(yīng)：,生成四種氯代產(chǎn)物的混合物,返回,其他烷烴的氯代反應(yīng)：,產(chǎn)物更復(fù)雜,2.8.5.1鹵代反應(yīng),返回,設(shè)伯氫原子的活潑性為1，仲氫原子的相對活潑性為X，則有：,氯代反應(yīng)：仲氫原子的活潑性約為伯氫原子的4倍,正丙基氯,異丙基氯,2.8.5.2鹵代反應(yīng)的選擇性和反應(yīng)活性,假如活潑性相同75%25%,實際43%57%,說明伯氫原子與仲氫原子的相對活潑性不同,2.8.5飽和烴的鹵代反應(yīng),返回,同理：,設(shè)伯氫原子的活潑性為1，叔氫原子的相對活潑性為X，則有：,2.8.5.2鹵代反應(yīng)的選擇性和反應(yīng)活性,氯代反應(yīng)