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1、v只含有碳和氢两种元素的化合物叫碳氢化合物，简称烃。烃是最简单的有机化合物。v烃可以分为开链烃和环状烃两大类：开链烃 饱和烃(烷烃) 不饱和烃(烯烃、炔烃) 环状烃 脂环烃芳香烃1 烷烃的同系列 v系列差：CH2称为同系列的系列差，也称系差。v烷烃的通式CnH2n+2v同系物：同系列中的各个化合物互称同系物。CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 v同系列：具有一个通式，结构相似，性质相似的化合 物系列。2-1 同系列和同分异构 2 同分异构现象 v构造异构：具有相同的分子式，而分子中原子或基团的顺序不同。碳链异构，碳链的连结方式和次序不同；官能团异构，相同的原子组成不同的官能团。
2、位置异构，取代基或官能团的位置不同；v立体异构：分子中原子的结合顺序相同，而原子或基团在空间的相对位置不同。顺反异构，取代基在双键或环的方位不同；对映异构，互为镜像但不能重合的分子；构象异构，由单键旋转产生的不同的分子形象。构型异构v构造(Constitution)：分子中原子互相联结的方式和次序。3 构造式的写法 v构造简式 v构造式v键线式 4 写出烷烃的同分异构体5 碳、氢原子的分类 v和伯、仲、叔碳原子相连的氢原子称为伯、仲、叔氢原子；v伯、仲、叔、季碳原子；1234v不同类型的氢原子反应性能是有一定差别的。1 普通命名法(习惯命名法) v只限于简单的烷烃，用“烷”表示饱和烃类化合物，
3、在烷字前面将分子中所含的碳原子数目表示出来；丁烷 十二烷 v由碳原子的数目依次称为甲烷、乙烷癸烷，自十一个碳原子以后依次称为十一烷、十二烷2-2 烷烃的命名 v异构体可以在名称前加形容词正、异、新来表示。正戊烷 异戊烷 新戊烷 新己烷 2 系统命名法 v选择最长的碳原子直链作为主链 ，支链作为取代基；v主链碳原子编号，使取代基的位次最小；3-甲基己烷 1v烷基和烷基的位数写在主链的前面，阿拉伯数字和汉 字之间用“-”连接；2 3 4 5 6v 烷烃分子中去掉一个氢原子剩下的原子团称为烷基。 甲基(Me) 乙基(Et) 丙基(Pr) 丁基(Bu) 异丙基(i-Pr)叔丁基(t-Bu) v取代基的
4、数目用汉字数字表示；2,2,3-三甲基戊烷 v取代基不同时，要把小的写在前面，大的写在后面；3-甲基-5-乙基庚烷 基团的“大小”，应按次序规则确定： 取代基游离价所在的原子，原子序数大的优先； 原子序数相同时，则按同位素的质量数。 游离价所在的原子相同时，则依次比较和该原子相连的第二个原子；第二个原子相同时，再比较第三个，依此类推。 4-丙基-5-异丙基辛烷 异丙基的次序优先(“大”)，命名时列在后面。2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷 v当主链的选择有多个相同长度的链可供选择时，应选支链数目最多的作为主链。 2,2,7,7,8v当主链碳原子编号有选择性时，要遵循最低系列原则。2,3,3,8,
5、8-五甲基壬烷 v分子的构造式只表示原子之间的连接方式和次序，而不能表示出氢原子与碳原子在空间的相对位置。 v分子的构型，是指具有一定构造的分子中各种基团在空间的分布。v分子的构型和它的化学反应性能有密切的关系，因此，学习有机化学时应注意化合物的立体概念。 2-3 烷烃的构型 1 甲烷的构型v碳原子的电子构型是1s22s22p2；2s2p2s2psp3v在有机化合物中碳是四价的，都是sp3杂化。v每一个sp3轨道都含有1/4的s成份和3/4的p成份。v碳原子的四个sp3杂化轨道的空间取向是指向正四面体的四个顶点，每个轨道对称轴之间的夹角为10928。 sp3四个sp3杂化轨道4个CH键全部为s
6、p31s键v甲烷分子的形成v楔形透视式 v分子模型0.109nm10928Kekul 模型Stuart 模型v轨道杂化的结果：轨道杂化比s轨道或p轨道有更强的方向性，更有利于成键；4个sp3轨道与完全等价的；正四面体的排列方式，使4个键尽可能远离，成键电子对的互斥最小，分子最稳定。2 其他烷烃的构型 v在气态和液态时，由于键自由旋转而形成多种曲折形式；在结晶状态时，烷烃的碳链排列整齐，且呈锯齿状。v碳原子都是sp3杂化，碳氢键和碳碳键都是键。CC：sp3sp3 键，CH：sp31s键。v构象是具有一定构造的分子，因单键旋转改变其原子或原子团在空间的相对位置而呈现的不同立体形象。 1 乙烷的构象
7、 2-4 烷烃的构象 v锯架透视式 v纽曼投影式 交叉式(ap)重叠式(sp)v乙烷的构象的稳定性：交叉式 重叠式v楔形透视式0.229nm0.25nmv乙烷构象势能关系图060180120240300360E重叠式 交叉式 12.5kJmol-1 2 丁烷的构象 全重叠式(sp)对位交叉式(ap)邻位交叉式(sc)部分重叠式(ac) (ac)(sc)v稳定性次序：ap sc ac sp。060180120240300360Eap acscspacsc ap 14.6kJmol-118.425.5kJmol-13.33.7kJmol-1v分子总是倾向于以稳定的构象形式存在。15 70 15 物
8、质状态 v烷烃在室温常压下：1C4C (g)，5C16C (l)，17C(s)。 沸点bp. v烷烃的沸点随分子量的增加而逐渐升高；CH3(CH2)3CH3bp./ 36.1 68.998.4CH3(CH2)4CH3CH3(CH2)5CH32-5 烷烃的物理性质 v相同分子量的烷烃，支链越多，沸点越低。bp./ 36.127.99.5v液体的沸点取决于分子间引力的大小，分子间引力越 大，沸点就越高。 v分子间作用力主要有偶极力、色散力和氢键。 熔点mp. v直链烷烃的熔点随分子量的增加而升高，其中含偶数个碳原子的升高得多些。 v原因：在晶体中，分子之间的作用力不仅取决于分子的大小，而且和分子的
9、对称性有关。mp./ -129.7-159.9-16.6v分子量相同的烷烃异构体中，对称性大的熔点高些。 v烷烃不溶解于水，易溶解于有机溶剂。 相对密度d v相对密度，是有机物的质量与同体积水的质量比，是无单位的量。 溶解度 v直链烷烃的相对密度随着分子量的增加而增大，最后趋 近于最大值0.78(20)。 1 烷烃的稳定性 v在常温下，强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等都不 能和烷烃起反应，或反应速度很慢。 v原因： 烷烃是饱和烃，CC键和CH键都是比较牢固的共 价键(键)，键能较大； 分子无极性(0)，碳和氢的电负性差别小(C：2.5， H：2.2)，分子中的共价键不易极化； 分子中无官能团。
10、 2-6 烷烃的化学性质 2 卤代反应 (1) 甲烷的氯代 v甲烷的氯代反应很难停留在一氯甲烷阶段。 氯甲烷 二氯甲烷 三氯甲烷 四氯化碳 (2) 其他烷烃的氯代 vH的卤代活性：3H 2H 1H。 43%57%64%36%3 氧化反应 (1) 燃烧(完全氧化) vH是反应中的焓(一种热力学函数)的变化，可以表示反应热；vH为正时反应是吸热的，为负时反应是放热的。 (2) 部分氧化(控制氧化) 甲醇甲醛羧酸 羧酸 乙酸 2-7 烷烃卤代反应的历程 甲烷的氯代反应历程 v链引发 v链传递 v链终止 v在链传递的步骤中，氢还可以进一步被取代。 v碳氢键解离能越小，反应活性就越大。2 烷烃的相对活性
11、 H = 410 kJmol-1 H = 397.5 kJmol-1 H = 380.7 kJmol-1 v烷烃的相对活性为：3H 2H 1Hv碳氢键的解离能越小，则生成的自由基越稳定。烷基自由基的稳定性顺序：自由基CH3CH3CH2(CH3)2CH(CH3)3CH/kJmol-1435.1410397.5380.7v自由基的稳定性 v自由基的结构CH3.和平面结构的伯烷基自由基接近sp2杂化，其他自由基多为sp3杂化。v影响自由基稳定性的因素：电子离域，空间位阻，螯合作用，邻位原子的性质等。 v一步反应： 3 过渡状态和活化能 abc位能反应进程abcEa H 放热反应 位能反应进程abcE
12、a H 吸热反应 v活化能Ea：过渡状态和反应物的能量差。 v反应热H：生成物和反应物的能量差。吸热反应H 0，放热反应H 0。 v多步反应，其中每一步都经历一个过渡状态。 两个过渡态之间的最低点相当于反应的中间体。 位能反应进程CH4+ClCH3CH3Cl+ClE1E2H4 诱导效应I(Inductive effects) v由于形成分子的原子的电负电负 性不同，使分子中成键键的电电子沿碳链链向电负电负 性较较大的基团团方向偏移的效应应。v诱导效应的产生： v诱导效应的传递： v诱导效应的方向： 供电子的诱导效应+II = 0吸电子的诱导效应-Iv诱导效应的相对强弱：决定因素是原子或基团的电负 性。
