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1、（4）环烷烃的结构环烷烃的结构杂化轨道类型杂化轨道类型sp3示示例例及及结结构构环丙烷碳sp3杂化，对称轴不在一条直线上。CC夹角105.5，CC键弯曲，称弯曲键或香蕉键结构特点及变化规律结构特点及变化规律C-C夹角105.5。sp3对称轴夹角109.5。后果：A、存在开环张力角张力，B、杂化轨道重叠少，键不牢固7/27/20241电子云在两个碳原子连线外侧，易受亲电试剂E+（HBr）进攻开环相邻两个碳原子的CH键重叠式排列，存在扭转张力，是引起环丙烷不稳定的又一原因P454（乙烷的构象，见下一页）其其他他环环烷烷烃烃环丁烷、环戊烷、环己烷碳原子均不在同一平面内：环丁烷是蝴蝶结构，环戊烷有信封
2、型和扭曲型两种结构。环丁烷和环戊烷的CCC键角均没有达到109.5，存在角张力，但比环丙烷的小。环己烷分子中CCC键角为109.5，没有角张力。故环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷的环的稳定性依次增大7/27/20242一、构象异构一、构象异构（一）乙烷的构象（一）乙烷的构象构构象象键旋转，原子或基团在空间不同排布方式称构象。因构象不同产生的异构称构象异构。特点：无数，快速互变，无法分离重重叠叠式式构构象象(eclipsedconformation)两甲基的氢原子正处于相互对映的位置，相距最近交交叉叉式式构构象象(staggeredconformation)一个甲基的氢原子处于另一个甲基两个氢原子
3、之间，相距最远(讲丙烷的表示)7/27/20243（5）共轭共轭二烯烃的结构二烯烃的结构(例，1,3丁二烯)键参数键参数所有原子共平面；键角接近120；碳碳单键（148.0pm）比乙烷的（154.0pm）短，双键则乙烯的133nm变为134nm，即键长趋于平均（双键变长，单键变短）杂化轨道类型杂化轨道类型sp2杂化，形成3个CC键，6个CH键四个pz轨道相互平行，且都能侧面交盖，形成一个整体键，称大键或共轭键或离域键7/27/20244定域定域 键键(localizedbond) 电子云局限在两个碳原子之间的键。例：乙烯分子离域离域 键键 (delocalizedbond)电子云不是局限在C1
4、C2和C3C4之间，而是扩展或离域到所有碳原子周围，形成一个整体键，称大键或共轭键。例，1,3丁二烯的构造式用CH2=CHCH=CH2表示，但应牢记分子中的单双键已不是普通的单双键共轭分子和共轭系统共轭分子和共轭系统有单、双键交替排列的分子称共轭分子；1,3丁二烯共轭系统称，共轭系统(体系)7/27/20245共轭效应共轭效应(P441)定义共轭分子中，电子在整个系统中离域，任何一原子受到外界的影响，均会影响到分子的其余部分，这种电子通过共轭系统传递的现象，称共轭效应后果单双键平均化分子能量显著降低稳定性增加例，1,3戊二烯和1,4戊二烯的氢化热CH3CH=CHCH=CH2+2H2CH3CH2
5、CH2CH2CH3氢化热-226kJmol-1CH2=CHCH2CH=CH2+2H2CH3CH2CH2CH2CH3氢化热-254kJmol-17/27/20246（四）脂肪烃和脂环烃的构造异构（四）脂肪烃和脂环烃的构造异构（1）烷烃的构造异构）烷烃的构造异构 (constitutionalisomery)定定义义分子中原子连接次序不同产生的异构；开链烷烃的构造异构由于碳骨架不同引起，故烷烃的构造异构又称为碳架异构构构造造异异构构的的数数目目随碳原子数增加，异构体数目迅速增加：甲、乙和丙烷仅一种，丁烷2种，戊烷3种：正、异和新戊烷。碳数为6，7，8和20的烷烃，异构体数目分别为5，9，18和36
6、63197/27/20247（2）烯、炔烃的构造异构）烯、炔烃的构造异构烯、炔烃除碳架异构外，还有官能团位置异构。例CH2=CHCH2CH3(1丁烯)，CH3CH=CHCH3(2丁烯)；CHCCH2CH3(1丁炔)，CH3CCCH3(2丁炔)（3）脂环烃的构造异构）脂环烃的构造异构 脂环烃的构造异构比较复杂。成环碳原子个数、取代基及取代基位次不同都可引起构造异构。例，C5H107/27/20248（4）顺反异构）顺反异构 引引入入CH3CH=CHCH3（2丁烯）存在性质上有微小差别的异构体A（沸点3.5）和B（沸点0.9）。原因：双键连接的四个基团在空间排列方式不同，构造完全相同定定义义由于键
7、或环的存在，造成原子或基团在空间排列方式（构型）不同产生的异构现象，称顺反异构(cia-transisomerism)，形成的同分异构体称顺反异构体说说明明当双键的一个碳原子上有两个相同基团时，该双键无顺反异构7/27/20249二、脂肪烃和脂环烃的命名二、脂肪烃和脂环烃的命名（一）（一）习惯习惯命名法命名法(普通命名法，只适用于简单结构)十个碳以下用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十个碳以上用十一、十二表示碳原子数目以前缀“正”（n）、“异(i,或iso)”、“新”区分异构体：直链为“正”；仅在一末端有(CH3)2CH无其它支链的为“异”；“新”专指具有(CH3)3C的含五、六个碳原
8、子构烃。例异丁烯错7/27/202410（二）（二）衍生物命名法衍生物命名法(只适用于简单结构)原则原则把复杂化合物看成简单化合物的衍生物(derivative)烃基烃基烃分子中去掉一个氢剩余的部分称为烃基。例7/27/202411规定规定母体选择的原则 分子中连接烃基最多的碳原子或官能团作为母体 母体名称是同系列中最简单的化合物(甲烷，乙烯，乙炔)母体上的烃基排列次序按从小到大次序排列，合并相同烃基，写出烃基个数。例7/27/202412（三）（三）系统命名法系统命名法（80年原则）（1）选选择择母母体体主主链链含官能团、最长、支链最多碳链为母体主链（烷烃无官能团）（2）主主链链编编号号“最
9、低系列原则”：先保证官能团位次最小；其次，使小的支链或取代基位次尽可能小（3）次序规则）次序规则(sequencerule)取代基在次序规则中的排序（a）取代基或官能团第一个原子按原子序数排列：大者为“较优基团”；同位素质量高者较优：IBrClSFONCDH(孤对电子，视其原子序数为0)（b）第一个原子相同，比较相连的第二，三、四个，比出差别：CH2CH3CH3(C,H,HH,H,H)；CH2ClCH2OH(Cl,H,HO,H,H)；C(CH3)3CH(CH3)2CH2CH3CH37/27/202413（c）支链或取代基有重键时，拆开重键，连上相同的原子比较常见基团中存在以下优先次序（4）母体
10、烃命名）母体烃命名 取代基按从小到大的顺序放在母体前面，用主链碳原子编号标明位次，位次与取代基间用半字线“”隔开。相同取代基或官能团合并，用大写数字表示数目，逐个标明位次，各位次间用逗号“，”分开。官能团的位次标明后，根据母体碳原子个数和官能团写出化合物名称7/27/202414双、叁键同时存在于主链时，应使双、叁键位次尽可能低。当双、叁键位次有选择时，使双键位次较低，命名时烯前炔后：7/27/202415（5）顺）顺反命名法和反命名法和ZE命名法命名法 顺顺-反式命名反式命名相同的原子或基团处于双键或环的同侧，称顺式（cis），反之称反式（trans）。例7/27/202416Z-E命名命名
11、适用范围双键或环连接的四个原子或基团都不相同时，无法用顺反命名法，可用ZE命名法。例方法比较较优基团：在次序规则中，若ab，de或ab，de，即“较优”基团处于双键同侧，构型为Z；反之，“较优”基团处于双键异侧，构型为E。例如(中间一个有误)7/27/202417三、脂肪烃的物理性质三、脂肪烃的物理性质（自学为主）物物理理性性质质状态、相对密度、熔点、沸点、折射率、溶解度及波谱性质。纯物质的物理性质称为物理常数(physicalconstant)（一）烷烃的物理性质（一）烷烃的物理性质（1）物态常温下C1C4的直链烷烃为气体；C5C16的直链烷烃为液体；C17以上的直链烷烃是固态（讲甲烷和可燃
12、冰）（2）沸点随相对分子质量增加，色散力增大，沸点相应增加异构体中支链烷烃比直链烷烃沸点低；支链越多，沸点越低；支链数目相同者，分子对称性越好，沸点越高原因有支链，空间阻碍增大，分子接触面减小，色散力减弱7/27/202418名称分子式熔点/沸点/相对密度（d204）折射率（n20D）甲烷乙烷丙烷丁烷戊烷己烷庚烷辛烷壬烷癸烷二十烷一百烷CH4C2H6C3H8C4H10C5H12C6H14C7H16C8H18C9H20C10H22C20H42C100H202182.6172.0187.1135.0129.795.390.556.853.729.736.4115.2161.688.642.20.5
13、36.168.998.4125.6150.7174.0342.70.4240.5460.5010.5790.62630.65940.68370.70280.71790.72980.77971.35621.35771.37501.38771.39761.40561.41201.43077/27/202419（3）熔点）熔点随着相对分子质量增大而增加含偶数碳原子烷烃的熔点比奇数碳原子的熔点升高较多(原因：有较高对称性)支链烷烃比同分异构的直链烷烃熔点低。但对称性特高的支链烷烃比同碳数的直链烷烃烃熔点要高。如新戊烷熔点（16.6）比戊烷（129.7）高。原因：对称性高者排列较紧密，熔点较高7/27/
14、202420（4）相相对对密密度度都小于1；随着相对分子质量增加，相对密度增大；异构体中支链增多，相对密度降低（5）溶溶解解度度不溶于水，易溶于有机溶剂，符合“相似者相溶”（6）折折射射率率折射率是光通过空气和介质的速率比，与有机物结构有关。温度和光源确定，是常数（二）其它脂肪烃的物理性质（二）其它脂肪烃的物理性质 烯烃和炔烃似烷烃相似：非极性物，不溶于水，易溶于有机溶剂，相对密度小于1，沸点和相对密度随着相对分子质量的增加而递升。但烷烃、烯烃和炔烃之间的物理性质有差异，例，烷烃、烯烃和炔烃的极性逐渐增大；烯烃有顺反异构体，通常反式异构体比顺式异构体有较高的熔点和较低的沸点7/27/202421思考题P4951，2，3，4，7；习题4，1作业P496习题2,1.b,d,e,f,n,o,p,q2.a,b,c,d,e,f,3.a,bcd,f,g,hi,j,k,l,o,q2005年3月29日13-14到此止7/27/202422
