近代化學(xué)基礎(chǔ)課件

第十六章脂肪族烴類化合物AliphaticHydrocarbonCompounds烴：分子中只有碳和氫兩種元素的化合物重要性：其他有機化合物可視為其衍生物CH3OH→

CH4脂肪烴與脂肪有相似碳鏈結(jié)構(gòu)(直鏈)16.1

烷烴（SaturatedHydrocarbon）一、定義、通式和同系列1．飽和烴定義：分子中碳原子間以單鍵連結(jié)，其余均與氫原子相連的化合物2．通式和同系列通式：CnH2n+2；同系列及幾個概念（同系物，系差）二、烷烴的命名

系統(tǒng)命名法（IUPAC命名法）系統(tǒng)命名法的四步驟：定母體；選主鏈；給主鏈編號；寫出全名系統(tǒng)命名法的三原則：最長碳鏈；最多支鏈；最低系列編號（1）直鏈烷烴的命名與普通命名法相同，但須去掉“正”字CH3CH2CH2CH3丁烷(2)支鏈烷烴視作直鏈烷烴衍生物，支鏈視作取代基(烷基)①最長碳鏈：選擇最長的碳鏈為主鏈，據(jù)主鏈碳原子數(shù)稱為某烷并將其作為母體，其他的支鏈則作為烷基取代基（Pg16）②最多支鏈：兩條碳鏈等長時則以取代基較多的為主鏈（Pg16）③由距離支鏈最近的主鏈一端開始編號（最低系列原則）CH3CHCH2CH2CHCCH3CH3CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3561217243-,3-,4-,7-2-,5-,6-,6-?√④在滿足以上條件的前提下，應(yīng)使取代基位次盡可能小√

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⑤在滿足以上條件的前提下，應(yīng)使較簡單的取代基的位次盡可能小√

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(3)寫名稱

①將取代基的位次（阿拉伯?dāng)?shù)字）和名稱寫在母體之前，有不同取代基時將取代基按大小排列

②有相同取代基時，用漢字?jǐn)?shù)字“二、三、四…”標(biāo)明相同取代基有多少并用逗號分開不同位次，一個碳上有兩個或以上相同基團時，位次號應(yīng)重復(fù)標(biāo)出2，4，4-三甲基-3-乙基庚烷(4)

支鏈上還有支鏈時（復(fù)雜取代基）可加括號注明位置4．俗名三、烷烴的結(jié)構(gòu)1．碳的sp3雜化C：1s22s22px12py1形成化學(xué)鍵時，2s、2p軌道重新組合—“雜化”鍵角為109.5°時，電子云之間的排斥最小，能量最低2．烷烴分子中共價鍵的形成Csp3+H1sC—Hσ鍵的特點：電子云沿軸向（原子核連線）重合達到最大重疊。當(dāng)成鍵原子繞軸作相對旋轉(zhuǎn)時，σ鍵不會被破壞（σ鍵可旋轉(zhuǎn)）σ鍵3．烷烴的同分異構(gòu)現(xiàn)象烷烴分子中，碳原子均為sp3雜化，C—C鍵角均為109.5°左右。在烷烴分子中，碳鏈骨架實際為鋸齒型。Csp3+Csp3C—C用物理常數(shù)表示，純物質(zhì)的物理常數(shù)一般是固定的烷烴的物理性質(zhì)包括：液體的沸點(boilingpoint；b.p)，固體的熔點(meltingpoint；m.p)，折光率，比重，水中的溶解度等同系列化合物，某些物理常數(shù)隨相對分子質(zhì)量增加而有規(guī)律變化

就烷烴而言，＜C4

氣體，C5～C16液體＞C17固體四、烷烴的物理性質(zhì)1．沸點：直鏈烷烴MW↑b.p↑；支鏈多的烷烴比相同碳原子數(shù)的烷烴沸點低分子間引力沸點分子量M分子接觸面積2．熔點：同系物m.p變化與b.p相似：

直鏈烷烴MW↑，m.p↑；偶數(shù)個碳原子的烷烴的熔點比相鄰的奇數(shù)個碳原子的烷烴的升高得多一些分子間引力熔點分子量M晶格排列的對稱性偶數(shù)個碳原子的直鏈烷烴，對稱性好，晶格排列致密，熔點較高相同碳原子數(shù)的支鏈烷烴與直鏈烷烴相比，m.p與分子對稱性有關(guān)（Pg184）3．比重（密度）（Density）烷烴比重（d420）＜1，MW↑d420↑MW↑，分子間作用力↑，分子間距離減小，比重增大4．溶解度（Solubility）相似相溶原理：極性相似分子互溶五、烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的結(jié)構(gòu)：分子中全是σ鍵（C-H、C-C）。電子云重疊程度大，鍵能大，分子極性很弱，非常穩(wěn)定烷烴只在高溫、高壓下或某些特殊條件下才發(fā)生化學(xué)反應(yīng)（惰性也是有條件的）1．取代反應(yīng)（substitutionReaction）(1)鹵代反應(yīng)活性：F＞Cl＞Br＞I(2)鹵代反應(yīng)歷程(機理)(mechanism)—自由基反應(yīng)歷程

(freeradicalreactionmechanism)反應(yīng)歷程：化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過的途徑或過程,有機反應(yīng)歷程常伴有中間體(intermediate)和過渡態(tài)(transitionState)甲烷的氯代反應(yīng)過程中的能量變化反應(yīng)物過渡態(tài)Ⅱ產(chǎn)物活化能Ea過渡態(tài)Ⅰ過渡態(tài)?HR→A→…………→F→……→PEa1Ea2EamaxEan生成F的步驟最難進行,是整個反應(yīng)的速率決定步驟(r?d?s)能量反應(yīng)進程能量反應(yīng)進程反應(yīng)物產(chǎn)物中間體反應(yīng)物→過渡態(tài)→產(chǎn)物(3)鹵代反應(yīng)取代的位置與自由基穩(wěn)定性

不同種類氫原子被取代的相對活性不同，順序為：3oH>2oH>1oH>CH3-H不同種類