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1、第二章 脂烃,烃是指仅由碳氢两种元素组成的有机化合物。,第一节 脂烃的分类通式和同分异构现象,第二节 烷烃的命名法,第三节 脂烃的结构与杂化轨道,第四节 脂烃的物理性质,第五节 脂烃的化学性质,第六节 重要的化合物,第一节 脂烃的分类通式和同分异构现象,一、脂烃的分类,1 . 按官能团分类,2.按碳环数目分类,分子中的碳原子以单键相互连接，其余价键与氢原子结合的链烃叫做烷烃，烷烃又称为饱和烃。 烷烃是一系列化合物的总称。在烷烃分子中，碳原子数由1向上递增，这些烷烃分别称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。,二、脂烃的通式和同分异构现象,1. 烷烃的通式、 同系列和构造异构,他们的分子式和构造式如下：,
2、结论:,由上面的分子式和构造式可以看出，碳原子和氢原子之间的数量关系是一定的。从甲烷开始，每增加一个碳原子，就相应增加两个氢原子，若烷烃分子中含有n个碳原子，则含有2n2个氢原子，因此烷烃的通式为CnH2n2 由上面的构造式也不难看出，相邻的两烷烃分子间相差一个CH2基团，这个CH2基团叫做系差。像烷烃分子这样，通式相同、结构相似、在组成上相差一个或多个系差的一系列化合物叫做同系列。同系列中的各化合物互称为同系物。同系物一般具有相似的化学性质。,(1) 烷烃的同系列（Homologous series）凡具有同一个通式，结构相似，化学性质也相似，物理性质则随着碳原子数目的增加而有规律地变化的化
3、合物系列，称为同系列。 同系列中的化合物互称为同系物。相邻的同系物在组成上相差CH2，这个CH2称为系列差。,(2) 烷烃的同分异构现象 烷烃同系列中，甲烷、乙烷、丙烷只有一种结合方式，没有异构现象，从丁烷起就有同分异构现象。,例: 分子式为C4H10的烷烃，存在以下两种构造：,前者称为正丁烷，后者称为异丁烷。显然，正丁烷和异丁烷是同分异构体。这种由分子中各原子的不同连接方式和次序而引起的同分异构现象叫做构造异构。实际上，正丁烷是直链烷烃，异丁烷则带支链，他们的不同是碳原子间相连形成的碳链发生了变化，因此又叫做碳链异构。碳链异构是构造异构的一种形式。,2烯烃、炔烃的通式和构造异构,分子中含有碳
4、碳双键的烃叫做烯烃，含有碳碳三键的烃叫做炔烃。 碳碳双键是烯烃的官能团，碳碳三键是炔烃的官能团，通常将双键和三键称为不饱和键。因此烯烃和炔烃都属于不饱和烃。 (1)单烯烃、单炔烃的通式和构造异构 分子中只含有一个碳碳双(或三)键的链烃叫做单烯(或炔)烃。单烯烃比相应烷烃少两个氢原子，通式为CnH2n。单炔烃通式为CnH2n2.通常所说的烯烃就是指单烯烃。 烯(或炔)烃的构造异构现象比烷烃复杂，除碳链异构外，还存在着由碳碳双键(或三)位置不同引起的位置异构。,烯烃C4H8有以下三种构造异构体：,例:,其中 或和互为碳链异构体. 和互为位置异构体。,孤立二烯烃,共轭二烯烃,(2) 二烯烃的通式和分
5、类 分子中含有两个碳碳双键的链烃叫做二烯烃。通式为CnH2n2。根据二烯烃分子中两个碳碳双键的相对位置不同分类：,二烯烃,累积二烯烃,（丙二烯）,（1,3-丁二烯）,（1,4-戊二烯）,3脂环烃的通式和构造异构 分子中只有单键的脂环烃叫做环烷烃。环烷烃一般指的是单环环烷烃，其通式为CnH2n。环烷烃和烯烃的通式相同，碳原子数相同的环烷烃和烯烃互为官能团异构体。,例如：环烷烃C5H10有以下五种构造异构体：,这些构造异构体又叫做碳架异构体。,第二节 脂烃的命名法,一、烷烃的命名,1习惯命名法 习惯命名法是根据烷烃分子中碳原子的数目命名为“正（或异、新）某烷”。其中“某”字代表碳原子数目，其表示方
6、法为：含碳原子数目为C1C10的用天干名称甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸来表示；含10个以上碳原子时，用中文数 字“十一、十二、”来表示。命名原则如下：,当分子结构为直链时，将其命名为“正某烷”。例如： CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷 正十二烷,当分子结构为“ ”时，将其,烷烃分子去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基。,2.烷基,3.碳、氢原子的类型,在烷烃分子中，由于碳原子所处的位置不完全相同，所以连接的碳原子数目也不一样。根据所连碳原子的数目进行分类：,碳原子,伯碳原子（又称为一级碳原子）,仲碳原子（又称为二级碳原子）,叔碳原子（又称为三级碳原子）,季碳原子（又称为四级碳原
7、子）,4.系统命名法（IUPAC命名法）,（1）直链烷烃的命名 对于直链烷烃的命名和普通命名法基本相同，仅不写“正“字。,十二烷,选母体（或主链） 选择分子中最长的碳链作为母体），若有两条或两条以上等长碳链时，应选择支链最多的一条为母体，根据母体所含碳原子数目称“某烷”。,（2）支链烷烃的命名法的步骤：,母体名称为“己烷” 母体名称为“戊烷”,例1,例2, 编号 遵循“最低系列”原则。即给母体以不同方向编号，得到两种不同编号的系列，则顺次逐项比较各系列的不同位次，最先遇到的位次最小者定为“最低系列”。,从左至右： 从右至左： 2 3 5（最低系列）,例3,从左至右： 2 7 8(最低系列) 从
8、右至左： ,若两个系列编号相同时，简单基团（非优先基团）占较小位号。,选从左至右： 3，4（不能选C2H5占3位，CH3占4位）,例4,例5,写出全名称 按照取代基的位次（用阿拉伯数字表示）、相同取代基的数目（用中文数字“二、三”表示）、取代基的名称、母体名称的顺序写出全名称。 注意：阿拉伯数字之间用“，”隔开；阿拉伯数字与文字之间用“”相连；不同取代基列出顺序应按“基团次序规则”（参见第四章立体异构），较优基团后列出的原则处理。 前面五个例题的名称如下:,例1,2,4-二甲基己烷,3-甲基-4-乙基己烷,2,7,8-三甲基癸烷,2,3,5-三甲基己烷,例2,例3,例4,例5,2-甲基-3-乙
9、基戊烷,二、烯烃、炔烃和二烯烃的命名,1习惯命名法 烯烃和二烯烃的个别化合物常采用习惯命名法命名。,正丁烯 异丁烯 异戊二烯,2系统命名法, 直链烯烃、炔烃和二烯烃的命名, 按分子中碳原子数目称为“某烯（或炔）”，若含十个以上碳原子称为“某碳烯（或炔）”。 从靠近双（或三）键一端开始编号并在母体名称之前用双（或三）键碳中较小的位次标出双（或三）键的位置。 对于二烯烃，编号要使两个“C=C”的位次符合“最低系列”。母体称为“某二烯”，用“a，b某二烯”表示。其中：a，b各自代表两个“C=C”的位次，并且ab。,1-十二碳烯 2-戊炔 1，3-戊二烯,例如：,命名方法与烷烃基本相似，但由于这些分子
10、中含有官能团，因此命名时要考虑官能团的存在。 选择含有官能团（碳碳双键或三键）的最长碳链作为母体，母体命名原则同直链烯、炔和二烯化合物。若有多条最长链可供选择时，选择原则与烷烃相同。 靠近官能团一端编号，即使官能团的位次符合“最低系列”。若官能团（双键或三键）居中，编号原则与烷烃相同。 书写化合物名称时要注明官能团的位次。其表示方法为：取代基位次取代基名称官能团位次母体名称。, 支链烯烃、炔烃和二烯烃的命名,例,3，5-二甲基-2-乙基-1-庚烯,（选择含有双键的最长碳链为母体）,5-甲基-4-乙基-2-己炔,（选择含取代基多的最长碳链为母体）,3-甲基-6-乙基-4-辛烯,（双键居中，两种编
11、号相同甲基占较小位次）,2-甲基-4-乙基-2，4-己二烯,（两个双键和取代基都符合“最低系列”）,烯烃分子去掉一个氢原子剩下的部分，叫做烯基；炔烃分子去掉一个氢原子剩下的部分，叫做炔基。常见的烯基、炔基有： CH2CH CH3CHCH CH2CHCH2 乙烯基 丙烯基 烯丙基 CHC CH3CC CHCCH2 乙炔基 丙炔基 炔丙基,3烯基、炔基的命名,三、烯炔的命名,分子中既有碳碳双键又有碳碳三键的烃叫做烯炔。简单的烯炔可用衍生物命名法命名。 例如： CH2CHCCH 可命名为乙烯基乙炔,通常普遍采用的是系统命名法。 命名原则如下： 1.选择既含C=C又含CC 的最长碳链作为母体，根据母体
12、中碳原子数目称“某烯炔”。,2.编号 使C=C和 CC的位次符合“最低系列”，在此前提下优先给C=C以最小位次。,3.全名称的书写方法与各类烃基本相同，只是母体要用“a某烯b炔”表示，其中a表示“C=C” 位次，b表示“CC”位次。,例如：,3-异丙基-4-己烯-1-炔 1-戊烯-4-炔,四、脂环烃的命名 环烷烃的命名,（1）根据分之中成环碳原子数目，称为环某烷。 （2）把取代基的名称写在环烷烃的前面。 （3）取代基位次按“最低系列”原则列出，基团顺序按“次序规则”小的优先列出。例如：,甲基环丙烷 1-甲基-2-乙基环戊烷 1，3-二甲基-1-乙基环己烷,（1）称为环某烯。 （2）以双键的位次
13、和取代基的位置最小为原则。,.环烯烃的命名,3.多环烃的命名 （1）桥环烃（二环、三环等）,分之中含有两个或多个碳环的多环化合物中，其中两个环共用两个或多个碳原子的化合物称为桥环化合物。,例如：,3-甲基环戊烯 1，3-环戊二烯 5-乙基-1，3-环己二烯,（简称环戊二烯）,编号原则：从桥的一端开始，沿最长桥编致桥的另一端，再沿次长桥致始桥头，最短的桥最后编号。 命名：根据成环碳原子总数目称为环某烷，在环字后面的方括号中标出除桥头碳原子外的桥碳原子数（大的数目排前，小的排后），（如左图）。其他同环烷烃的命名。,例如:上化合物命名为 :7，7-二甲基二环2.2.1庚烷,两个环共用一个碳原子的环烷
14、烃称为螺环烃。 编号原则：从较小环中与螺原子相邻的一个碳原子开始，徒经小环到螺原子，再沿大环致所有环碳原子。 命名：根据成环碳原子的总数称为环某烷，在方括号中标出各碳环中除螺碳原子以外的碳原子数目（小的数目排前，大的排后），其他同烷烃的命名。,(2)螺环烃,第三节 脂烃的结构与杂化轨道,一、烷烃的结构及sp3杂化 1.甲烷的正四面体构型 甲烷是最简单的烷烃，分子中四个氢原子的状态完全相同。用物理方法测得甲烷为正四面体构型，碳原子处于正四面体的中心，与碳原子相连的四个氢原子位于正四面体的四个顶点，四个碳氢键完全相同，键长为0.110nm，彼此间的键角为109.5。甲烷的正四面体构型如图2-1所示
15、。 图2-1 甲烷的正四面体构型,Sp3杂化轨道构型,C 1s22s22px12py1,按照未成键电子的数目，碳原子应当是二价。然而，实际上甲烷等烷烃分子中碳原子一般是四价，而不是二价。原子杂化理论设想，碳原子形成烷烃时：,它们的空间取向是分指向四面体的顶点。sp3轨道的对称轴之间互成109.5度。,2.碳原子的sp3杂化,2,s,2,s,2,p,x,2,p,y,2,p,z,2,p,x,2,p,y,2,p,z,跃,迁,s,p,3,杂,化,轨,道,s,p,3,杂,化,基,态,激,发,态,杂,化,态,sp3杂化过程,由于C的四个sp3轨道的几何构型为正四面体，轨道对称夹角为10928 ，这就决定的烷烃分子中碳原子的排列不是直线形的。甲烷的正四面体构型可用契性透视式表示：,实线表示处在纸平面上的价键，虚契性线表示处在纸面的价键，实契性线表示处在纸面前的价键。,甲烷分子的形成,3.键,像甲烷分子中的碳氢键这样，成键原子沿键轴方向重叠（也称为“头碰头”重叠）形成的共价键叫做键。键的特点是轨道重叠程度大，键比较牢固；成键电子云呈圆柱形对称分布在键轴周围，成键两原子可
