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1、Chapt. 2 烷烃(alkane),2.1 烷烃的同系列和异构,基本概念 同系列，同系物，系差; 构造:分子中原子互相连接的方式和次序。,构造异构体 分子式相同、原子的连接方式和次序不同的异构体。,2.2 烷烃的命名,俗名 ：IUPAC 保留9个普通命名（习惯命名）衍生物命名: 甲烷为母体IUPAC命名 ： 国际纯粹和应用化学协会命名法；系统命名：在IUPAC基础上的中国命名法。,1、碳原子数目的表示 甲乙丙癸，十一，十二2、构造异构体的区别 加前缀：正，异，新（伯、仲、叔、季）,正：直链烃或官能团位于链端的直链有机化合物异：具有(CH3)2CH链端结构且没有其他支链的直链烃或官能团位于另
2、一链端的有机化合物新：具有(CH3)3C链端结构的含五、六个原子的脂肪族化合物,（一）普通命名法,思考：1. 碳原子有哪些类型？氢原子呢？ 伯Primary（1）, 仲secondary （ 2 ） 叔tertiary（ 3 ）, 季quaternary （ 4 ）,练习：请写出下列化合物的结构： 异戊烷、异丁烯、异戊醇、 新戊烷、新己烷、新戊醇,“三步曲”： 选主链碳链最长、取代基最多； 编号“最低系列”原则；“官能团优先”原则； “次序规则” 命名“取代基位次”+“取代基名称”+“母体名称”,（二）系统命名法,（“有机化学命名原则”,1980,科学出版社） （“有机化学学习指导,2003,
3、冯骏材,科学出版社）,次序规则,（1）“原子序数”原则（2）“同位素”原则（3）多原子基团依次比较，依次外延 （4）“虚拟原子”原则：含重键的基团,几种烷基的次序 (较忧基团在后)： 甲基，乙基，丙基，丁基，戊基，异戊基，异丁基，新戊基，异丙基，仲丁基，叔丁基,（1）,（2）,（3）,（4）,2，2-二甲基戊烷,3-甲基-4-乙基己烷,2，5，6-三甲基辛烷,2，7，9-三甲基-6-异丁基十一烷,1）相同取代基要合并，阿拉伯数字之间加逗号“，”，阿拉伯数字与汉字之间添半短横线“-”。 （同等对待原则）,补 充,2）多个取代基书写顺序，按“次序规则”，优先基团后出现。,3）取代基太复杂，用小括号
4、括起来，写在相应位次之后，或用带撇的数字来标明取代基在支链上的位次。（遵循IUPAC原则）,2-甲基-5,5-二（1,1-二甲基丙基）癸烷 2-甲基-5,5-二-1,1-二甲基丙基癸烷,2,2,5-三甲基-4-丙基庚烷,（三）烷基的命名及缩写,常见的烃基沿用普通命名法的相应的名称 复杂的烃基用系统命名法命名,如,前缀： 正(normal) ( n- ) 异 (iso-) ( i-) 仲(second) ( s- ) 叔(tert-)( t-) 新( neo- ),烷基的缩写： 甲基Methyl（Me） 乙基Ethyl （Et） 丙基Propyl （Pr(o)） 丁基Butyl （Bu） 戊基（
5、amyl） 己基（hex）,练习：请写出下列结构 （正）丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、新戊基,作 业,1.写出C7H16的所有同分异构体。2.用系统命名法命名：,（1）,（2）,（3）,（4）,构象由于围绕单键的旋转而产生的分子中 原子在空间中的不同排列。 （碳碳单键的旋转不是完全“自由”的，需要能量）,（一）乙烷的构象,思考：乙烷有几种极限构象？哪种更稳定？,2.3 烷烃的构象,60,60,1,2,1,2,讨论：重叠式不稳定的原因？,概念：优势构象，扭转角，转动能垒，非键相互作用,60,60,60度,60度,60,60度,（二） 丁烷的构象：四种极限构象,2.4 烷烃的结构特点,（1）C:
6、sp3杂化，CC，CH键均为 键，键角接近10928。,（2）C，H电负性差别小， 电子云不易偏向某一原子，整个分子电子云分布均匀，没有电子云密度较大或较小的部位，对Nu或E+均没有特殊的亲和力。（化学性质较稳定）,激发,杂化方式,sp3杂化,sp2杂化,sp杂化,基态碳原子,激发态碳原子,轨道杂化理论,1、sp3杂化四面体形,2、sp2杂化平面三角形,3、sp杂化直线型,键角：两个共价键之间的夹角,几种碳碳键的键长,0.154nm,0.134nm,0.120nm,状态， 熔点（mp.) 沸点（bp.) 密度 溶解度 分子间作用力：（1）色散力，（2）氢键， （3）偶极-偶极相互作用,2.5
7、烷烃的物理性质,2.6 烷烃的化学性质,二、烷烃的热解,一、烷烃的燃烧,三、烷烃的卤化,四、烷烃的其他反应,总的来说,烷烃没有官能团,不易发生化学反应；但在强烈条件下,可以发生某些特殊反应,甲烷与氯在室温或暗处不发生反应;在紫外光照射或温度高于250时反应立即发生;当反应由光引发时，体系每吸收一个光子，可以产生许多（几千个）氯甲烷分子;有少量氧存在时会使反应推迟一段时间（诱导期），这段时间过后，反应又能正常进行，诱导期的长短取决于存在多少氧（阻抑剂） 。,(一)烷烃的卤代反应及其机理,以甲烷的氯代为例.实验证明：,反应机理(历程)：自由基机理（为均裂反应）,链引发,链增长,链终止,自由基机理.
8、swf,能线图：过渡态（T.S.)，活化能(Ea)，反应热 （H），中间体，决速步骤,CH4 + Cl,CH3Cl + Cl,CH3HCl,CH3ClCl,CH3 HClCl2,自由基与甲烷反应的能线图,自由基的相对稳定性： 叔 仲 伯 甲基自由基,（二）自由基的结构及其稳定性,结构：碳为sp2杂化，未杂化的p轨道有一个单电子。 属于缺电子体系，不稳定，反应活性高。,（三） 其他烷烃的卤代,思考：CH3CH2CH3 一卤代可能有几种产物生成？怎样估算产物之间的比例？,影响因素：H的几率因素、H的活泼性、卤素的活泼性,H 的活性：叔H 仲H 伯H 氯代 叔H ：仲H ：伯H = 5：4：1 溴代
9、 叔H ：仲H ：伯H = 1600：82：1 卤素的活性：F2 Cl2 Br2 I2 产物间的大致比例为：H活性比 H个数比,举例 叔丁基过氧化物 (CH3)3C-O-O-C(CH3)3 中的过氧键（-O-O-）较弱（约为155kJ.mol-1) ,常被作为自由基反应的引发剂。 试写出在叔丁基过氧化物存在下，2-甲基丙烷与氯气发生一氯代反应的全过程。 假定伯氢对叔氢的氯代活性比为1:5.1，估计各一氯代产物的相对量。,卤代反应的应用,从烷烃制备尽可能纯的单卤代烃？,氢的种类尽可能少，最好只有一种；氢的活性相差尽可能大； 卤素的活性适中、选择性尽可能大.,C(CH3)4,3; Ar-CH3,B
10、r2,合成 C6H5CH2Cl (CH3)3C-C(CH3)2Br,练习 1.将下列自由基按稳定性排序,并简单说明理由：,2.如果烷烃中的伯氢、仲氢和叔氢被氯代时的活性比是1:3.8:5, 计算2-甲基丁烷被一氯代时的产物的相对比及各产物的百分比。3.某烷烃A，分子式为C6H14 ，氯代时可以得到两种一氯代产物。试推测烷烃A的结构。4.所有分子式为C5H12或C8H18的烷烃中，那些结构的烷烃只能得到一种一氯代产物？,本章重点和难点： 烷烃的命名（烷基的命名） 烷烃的同分异构体的书写 烷烃的构象（乙烷、丁烷、优势构象） 烷烃的物理性质（用分子间作用力来判断和解释） 烷烃的化学性质：卤代机理 自由基稳定性顺序及其解释 线能图（过渡态；中间体；活化能；反应热； 决速步骤） 不同H的活性（氯代、溴代）,
