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1、第二章第二章 饱和脂肪烃饱和脂肪烃 Alkanes, cycloalkanes and their conformations 第一节第一节 烷烃烷烃一一. 同系列和同分异构同系列和同分异构二二. 烷烃的命名烷烃的命名三三. 物理性质物理性质四四. 化学性质化学性质 一一. 同系列和同分异同系列和同分异构构烃烃：只含有：只含有碳原子碳原子和和氢原子氢原子的化合物。的化合物。分为脂肪烃分为脂肪烃和脂环烃，又可分为饱和与不饱和烃。开链的称为脂肪和脂环烃，又可分为饱和与不饱和烃。开链的称为脂肪烃，闭合成环的称为脂环烃。烃，闭合成环的称为脂环烃。芳香烃单环芳烃、多环芳烃烃烃开链烃开链烃饱和脂肪烃 烷烃
2、不饱和脂肪烃烯烃炔烃环烃环烃脂环烃单环环烷烃、环烯烃、环炔烃多环螺环桥环饱和、不饱和同分异构体：同分异构体：具有相同分子式的不同化合物。具有相同分子式的不同化合物。构造异构体：构造异构体：具有相同分子式具有相同分子式, 分子中原子或分子中原子或基团因连接顺序不同而产生的异构体。基团因连接顺序不同而产生的异构体。 由碳架不同引起的异构，由碳架不同引起的异构，称碳架异构。称碳架异构。(属构属构造异构造异构)烷烃烷烃具有具有CnH2n+2通式通式, 在组成上相差在组成上相差CH2及其及其整数倍，同系列中的各化合物互为整数倍，同系列中的各化合物互为同系物同系物。同。同系物结构相似系物结构相似, 化学性
3、质相近。化学性质相近。烷烃随碳、氢原子数的增加，而出现烷烃随碳、氢原子数的增加，而出现不同的构造状态。不同的构造状态。H H- -C- -H H H H H- -C- -C- -HH HH H HH H HH- -C- -C- -C- -HH H H HH H H HH- -C- -C- -C- -C- -Hb.p = -0.5H HH H HH- -C- -C- -C- -HH- -C- -H H b.p = -11.7戊烷有三种不同的构造：CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH3 b.p =36.1 b.p = 29.9CH3H HH HH- -C- -C- -C- -HH-
4、 -C- -H H H H- -C- -H b.p = 9.4碳数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 15 20异构数 1 1 1 2 3 5 9 18 35 75 4347 366,3191.烷烃的结构特征烷烃的结构特征n碳原子都是碳原子都是 sp3 杂化杂化 ，呈四面体结构，呈四面体结构n键角约为键角约为109.5 nCC 键的平均键长为键的平均键长为154pm，CH 键的平键的平均键长为均键长为107pm 基态时基态时 C：1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0 简单烷烃的结构 烷烃分子立体形状表示方法：烷烃分子立体形状表示方法：实线实线- -键在纸平面上键在纸平面上; ;
5、楔线楔线- -键在纸平面前键在纸平面前; ;虚线虚线- -键在纸平面后。键在纸平面后。斯陶特模型斯陶特模型构造式的书写：常用短线表示一价常见的几种原子构造式的书写：常用短线表示一价常见的几种原子如下：如下：书写结构简式时，C-H和C-C单键可省略。 H H H H H H- -C- -C- -C- -C- -C- -H CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 H H H H H键联式的书写，键联式的书写，H原子和原子和C原子都可省略。以拐点原子都可省略。以拐点表示表示C。CCCCCCHHHHHHHHHHHHCH2CH2CH2CH2CH2CH2- -C- -、 C=、- -C、H- -、-O-
6、-、=O、 N 、N、-N=、- -S- -、S=CH3CH2CH2CH2CH3(CH3)2CHCH2CH2(CH3)CH2CH2CH3CH3CHCH2CH2CHCH2CH2CH3CH3CH3CH3CH2CHCHCH3OHCH3CH3CH2CHCH(CH3)2OHOHCH3CH=CHCH2CH2CH(CH3)2OH(CH3)3CCH2CH(CH2CH3)2CH3CCH2CHCH2CH3CH3CH3CH2CH32. 烷烃的构象烷烃的构象(Conformation)n构象：构象：分子中的原子或基团在空间的特分子中的原子或基团在空间的特定排列形式定排列形式n构象异构体构象异构体(Conformers
7、)：由单键旋转由单键旋转而产生的异构体而产生的异构体n单键旋转会产生无数个构象，它们互为单键旋转会产生无数个构象，它们互为构象异构体构象异构体乙烷的构象n构象式的表达方式：构象式的表达方式：nNewman 投影式、锯架式、伞式投影式、锯架式、伞式(楔形式楔形式)重重叠叠式式楔形式楔形式 锯架式锯架式 纽曼式纽曼式 交交叉叉式式 楔形式楔形式 锯架式锯架式 纽曼式纽曼式重叠式构象与交叉式构象能量差 12.1 KJmol-1HHHHHHHHHHHH60O重叠式构象交叉式构象重叠式与交叉式构象的能量分析n键长：键长：CH 1.07, CC 1.54 An键角：键角：HCH 109.5n重叠式两个重叠
8、式两个H之间距离：之间距离：2.29 An氢原子半径：氢原子半径：gH = 1.2 A排斥力最大排斥力最大 排斥力最小排斥力最小 内能高内能高 内能低内能低乙烷不同构象的能量曲线图乙烷不同构象的能量曲线图乙烷不同构象的能量曲线图 转动能：转动能：12.1kJ/mol 每对重叠氢每对重叠氢H-C-C-H 重叠张力重叠张力(扭转张力扭转张力)： 4.2kJ/mol 室温下，构象异构体室温下，构象异构体 处于快速转化的动态处于快速转化的动态 平衡中，某一构象停平衡中，某一构象停留时间极短留时间极短( 邻位交叉式邻位交叉式 部分重叠式部分重叠式 完全重叠式完全重叠式室温下，正丁烷构象异构体处于快速转化
9、的动态平室温下，正丁烷构象异构体处于快速转化的动态平衡中，不能分离。最稳定的对位交叉构象是衡中，不能分离。最稳定的对位交叉构象是优势构优势构象象。 乙烷衍生物的构象分布乙烷衍生物的构象分布n一般情况下是对位交叉式 邻位交叉式n但也有例外的情况发生 衍生物 对位交叉的比例%ClCH2CH2Cl 70BrCH2CH2Br 8491PhCH2CH2Ph 90邻位交叉为主的特殊情况二二 链烷烃的命名链烷烃的命名n1. 系统命名法系统命名法 n2. 习惯命名法（普通命名法）习惯命名法（普通命名法）n3. 衍生物命名法衍生物命名法n4. 俗名俗名 1. 系统系统命名法命名法nIUPAC命名法命名法n中文系
10、统命名法中文系统命名法(CCS)：由中国化由中国化学会根据学会根据IUPAC命名法的原则，命名法的原则，结合中文特点而制定的结合中文特点而制定的n系统命名法化合物名称的构成：系统命名法化合物名称的构成：n立体化学名取代基名母体名立体化学名取代基名母体名1. 碳原子和氢原子的分类及烷基的概念碳原子和氢原子的分类及烷基的概念 1）伯、仲、叔、季伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子碳原子和伯、仲、叔氢原子2）烷基）烷基 R- 烷烃分子去掉一个氢原子后余下的基团烷烃分子去掉一个氢原子后余下的基团。例如：例如：直链烷烃的命名n按照分子中所含的碳原子数而称为按照分子中所含的碳原子数而称为“某烷某烷 ”n
11、碳原子数在十个以下的，用天干（碳原子数在十个以下的，用天干（甲、乙、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）来表示）来表示 n碳原子数在十个以上的，用碳原子数在十个以上的，用中文数字中文数字十一、十一、十二、十三十二、十三来表示来表示 主链及编号主链及编号n选择含取代基多的最长碳链n最低系列规则取代基n相同的取代基合并，列出各取代基位号并用中文数字表示取代基数目n取代基上带支链的，给支链编号，命名方式有2种：次序规则次序规则 n次序规则次序规则是为了表达某些化合物的是为了表达某些化合物的立体化学关系而制定的判别原子或立体化学关系而制定的判别原子或基团排列顺序的方法
12、基团排列顺序的方法 n中文系统命名法借用次序规则来规中文系统命名法借用次序规则来规定取代基在命名中的列出顺序定取代基在命名中的列出顺序 次序规则的主要内容次序规则的主要内容 单原子取代基单原子取代基, 按按原子序数原子序数大小排列大小排列. 原子原子序数大序数大, 顺序大；原子序数小顺序大；原子序数小, 顺序小；同位顺序小；同位素中质量高的素中质量高的, 顺序大。顺序大。 I Br Cl S P F O N C D H 多原子基团如果第一个原子相同，则比较与多原子基团如果第一个原子相同，则比较与它相连的其它原子（第二个原子）的原子序它相连的其它原子（第二个原子）的原子序数大小数大小 ，其它依次
13、类推，其它依次类推 含双键或叁键的基团含双键或叁键的基团, 则作为连有两个或叁则作为连有两个或叁个相同的原子。个相同的原子。 孤对电子最小孤对电子最小。 构造相同，构造相同，R型次序大于型次序大于S型型 次序大的基团称较优基团。次序大的基团称较优基团。例：-C-OH -C-R -C-H -CH2OHO O O英文命名Alkane “烷”词尾-aneAlkyl “基”词尾-ane变为 -ylMethaneHeptaneEthaneOctanePropaneNonaneButaneDecanePentaneUndecaneHexaneTridecane词头词头nmono, di, tri, tet
14、ra, penta, hexa 代表取代基个数单、双、叁等。代表取代基个数单、双、叁等。nn(正正) , iso(异异) , neo(新新) 代表取代基代表取代基异构。异构。nsec(二级二级,仲仲) , tert(三级三级,叔叔) 代表取代代表取代基异构。基异构。n表示取代基个数的词头不参与字顺排序表示取代基个数的词头不参与字顺排序, iso, neo 参与字顺排序参与字顺排序取代基nIUPAC保留了保留了8个烷基的俗名个烷基的俗名:nIsopropyl 异丙基，异丙基， Isobutyl 异丁基异丁基nsec-Butyl 仲丁基，仲丁基，tert-Butyl 叔丁基叔丁基nIsopenty
15、l 异戊基，异戊基，tert-Pentyl 叔戊基叔戊基nNeopentyl 新戊基，新戊基，Isohexyl 异己基异己基n缩写缩写:n Me methyl 甲基甲基, Et ethyl 乙基乙基 , Pr propyl 丙基丙基, Bu butyl 丁基丁基, Ph phenyl 苯基苯基IUPAC与与CCS命名的差别命名的差别2. 习惯命名法（普通命名法）习惯命名法（普通命名法）n直链烷烃命名为正某烷直链烷烃命名为正某烷n带支链的烷烃用带支链的烷烃用“异异”, “新新”等区别等区别CH3CCH2CH3CH3CH3新己烷衍生物命名法衍生物命名法n以甲烷为母体，其它为取代基命名以甲烷为母体，
16、其它为取代基命名 CHCH3CHCCH2CH2CH3 CH3 CH3二甲基丙基异丙基甲烷二甲基丙基异丙基甲烷俗名俗名n根据其来源而命名，如甲烷又称沼根据其来源而命名，如甲烷又称沼气气三三 烷烃的物理性质烷烃的物理性质n物理性质物理性质不需要发生化学变化就表现不需要发生化学变化就表现出来的性质出来的性质n外观：状态、颜色、气味外观：状态、颜色、气味n物理常数：物理常数：mp , bp , nD , a al l , D , m m , , 溶解度溶解度 物理性质物理性质与化合物的与化合物的结构结构有关有关1.状态状态 2.沸点沸点(bp) 3.熔点熔点(mp) 4.相对密度相对密度 5.溶解度溶
17、解度烷烃分子烷烃分子同系物同系物中，随碳中，随碳原子数的增加原子数的增加，其，其沸点沸点也相也相应应升高升高。在分子式相同的。在分子式相同的构造异构体构造异构体中，中，支链越多支链越多，分子间距越大，分子间距越大，其其沸点越低沸点越低。mp. -129.8oC -159.9oC -16.8oCbp. 36.1 28 9.5烷烃分子烷烃分子同系物同系物中，随碳中，随碳原子数的增加原子数的增加，其，其熔熔点点也也曲线升高曲线升高。偶数偶数碳原子直链烷烃熔点碳原子直链烷烃熔点大于大于相邻的两个相邻的两个奇数奇数碳原子烷烃在分子式相同的碳原子烷烃在分子式相同的构构造异构体造异构体中，中，对称性越好对称
18、性越好，分子在晶格中的排分子在晶格中的排列越紧密，列越紧密，其其熔点越高熔点越高。烷烃分子烷烃分子同系物同系物中，随碳中，随碳原子数的增加原子数的增加，状，状态趋于固态，相对密度趋于态趋于固态，相对密度趋于0.8，非极性，难，非极性，难溶于水，易溶于溶于水，易溶于CCl4。四四 烷烃的化学性质烷烃的化学性质n烷烃分子中只有碳碳，碳烷烃分子中只有碳碳，碳氢氢 s-s-键键，故十分稳定，故十分稳定n碳氢键的极性小，不易发生异裂，碳氢键的极性小，不易发生异裂，一般发生均裂一般发生均裂化学性质取决于分子的结构。化学性质取决于分子的结构。C-C、C-H键。键。键能较大键能较大，极性较小，烷烃稳定。极性较
19、小，烷烃稳定。高温、光照高温、光照等条件下烷烃具有反应活性等条件下烷烃具有反应活性。1.1.异构化反应异构化反应烷烃主要有以下化学性质：烷烃主要有以下化学性质：1.异构化反应异构化反应 2.卤代反应卤代反应 3. 燃烧反应燃烧反应 4. 热裂化反应热裂化反应 5.硝硝化反应和磺化反应化反应和磺化反应等等2. 烷烃的烷烃的卤化卤化反应机理反应机理CH4 + Cl2 CH3Cl + HClh甲烷氯化反应的产物甲烷氯化反应的产物CH4 + Cl2 CH3Cl +CH2Cl2+CHCl3+CCl4hv甲烷的氯代反应，如果适当地控制反应条件和加入的CH4和Cl2的比例，可以控制得到一氯甲烷(CH Cl3
20、)和四氯甲烷(CCl4)的产量。热氯化方法控制温度在400450之间，如果甲烷：氯=10：1时，产物以CH3Cl为主。如果甲烷：氯=1：4时，产物以CCl4为主。缩短反应时间有利于生成CH3Cl。反应活性反应活性n氯化和溴化是常用反应氯化和溴化是常用反应n氟化反应大量放热，难以控制氟化反应大量放热，难以控制n碘化反应吸热，反应很慢碘化反应吸热，反应很慢nF2 Cl2 Br2 I2CH3Cl + Cl CH2Cl + HClCH2Cl + Cl2 CH2Cl2 + Cl 氢原子的反应活性和碳自由基的稳定性氢原子的反应活性和碳自由基的稳定性n烷烃分子中处于不同状态的氢原子(伯、仲、叔氢)，在发生卤
21、代反应时,其反应活性并不一致.因其C-H键发生均裂所需能量(键的离解能)不同。根据实验测定不同氢原子的反应活性如下：叔氢原子仲氢原子伯氢原子n各氢原子的反应活性与反应的中间产物碳自由基稳定性有关。自由基越稳定则在反应中越易形成，因此，反应速度越快。根据反应速度的过渡状态理论，所需的反应活化能也就越小。碳自由基的稳定性如下：CH3CH3CCH3CH3CHCH3CH3CH2CH3Cl2, -HClCH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl + CH3CHCH345%Cl55%250Cl2, -HClCH3CHCH3 CH3CH2CH2Cl + CH3CCH364%Cl36%250CH3CH3CH3
22、氯 代Cl2, -HClCH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3Cl + CH3CHCH2CH328%Cl72%250Br2, -HBrCH3CH2CH3 CH3CH2CH2Br + CH3CHCH33%Br97%170Br2, -HBr CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3Br + CH3CHCH2CH32%Br98%170Br2, -HBrCH3CHCH3 CH3CH2CH2Br + CH3CCH3痕量Br100%250CH3CH3CH3溴 代反应的选择性反应的选择性溴化反应的选择性溴化反应的选择性n溴化反应的选择性更好溴化反应的选择性更好3. 烷烃的烷烃的硝化和磺化硝化和磺化
23、4. 裂化和裂解裂化和裂解n裂化裂化隔绝空气加压隔绝空气加压(P=5MPa)，加热加热(500700)，断裂成小分子，断裂成小分子n催化裂化催化裂化在催化剂存在下的裂化，温度较低在催化剂存在下的裂化，温度较低(400500)，常压。，常压。 催化剂：硅酸铝催化剂：硅酸铝(SiO2Al2O3)等等。裂化伴随脱氢、环化和异构化裂化伴随脱氢、环化和异构化裂解裂解深度深度裂化裂化(700)n裂解的目的不是提高汽油的产量和质量，裂解的目的不是提高汽油的产量和质量，而是为了获得更多的三烯、三苯、乙炔而是为了获得更多的三烯、三苯、乙炔和萘这和萘这8种基本有机化工原料。种基本有机化工原料。n三烯：三烯：乙烯、
24、丙烯、丁二烯乙烯、丙烯、丁二烯n三苯：三苯：苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯5. 氧化反应氧化反应 55.6 kJ/g 52 kJ/gCH4 + O2 CO2 + 2H2O + 890kJ/molCnH2n+2 + O2 CO2 + H2O烷烃在常温常压下，不与氧气作用。在高温或点燃（低级烷烃）发生剧烈氧化燃烧，并放出大量的热。n如果在催化剂的存在下，小心氧化可得到醇、醛、酮、酸等混合物。108R-CH2-CH2-R+O2 RCOOH+RCOOH+其他化合物MnO2高级烷烃工业(制皂等)原料CH4 + O2 HCHO + H2ONO 600有机化学中的氧化和还原作如下规定:分子中加氧或脱氢为氧
25、化；分子中去氧或加氢为还原。第二节第二节 环烷烃环烷烃n一一. 环烷烃的分类环烷烃的分类 n二二. 环烷烃的异构和命名环烷烃的异构和命名n三三. 环烷烃的物理性质（自学）环烷烃的物理性质（自学）n四四. 环烷烃的化学性质环烷烃的化学性质n五五. Baeyer张力学说张力学说n六六. 环烷烃的构象环烷烃的构象一一 环烷烃的分类环烷烃的分类单环烷烃只含有一个环的环烷烃桥环烷烃用两个或两个以上碳原子 的多环烷烃螺环烷烃单环之间共用一个碳原子 的多环烷烃集合环烷烃环与环之间以单键直接 相连的多环烷烃环 烷 烃二二 环烷烃的异构和命名环烷烃的异构和命名n1. 单环烷烃单环烷烃n2. 桥环烃桥环烃n3.
26、螺环烃螺环烃1. 单环单环烷烃烷烃n分类分类小环化合物小环化合物 C3C4普通环化合物普通环化合物 C5C7中环化合物中环化合物 C8C11大环化合物大环化合物 C12n异构异构碳架异构、碳架异构、顺反异构顺反异构、旋光异构、构、旋光异构、构象异构象异构n碳架异构碳架异构：由于环的大小以及取代基：由于环的大小以及取代基的相对位置而存在得异构现象。的相对位置而存在得异构现象。顺反异构：顺反异构：n由于环结构属于刚性结构，成环原子之由于环结构属于刚性结构，成环原子之间的单键不能自由旋转而引起得异构现间的单键不能自由旋转而引起得异构现象。两个取代基在环平面同侧为顺式，象。两个取代基在环平面同侧为顺式
27、，不同侧为反式不同侧为反式n命名命名(a) 没有取代基: 在相应烷烃名称前加“环(cyclo)”(b) 有取代基：取代基简单时以环为母体，取代基复杂时环做为取代基 (c)有多个取代基时，编号遵循最小原则，较小集团为小号。n例：CH3CH2CH31-甲基-3-乙基环戊烷3-Ethyl-1-methylcyclopentaneCH3CH3CH3CH2CH(CH3)21,2,4-三甲基-3-异丙基环辛烷3-Isopropyl-1,2,4-trimethylcyclooctane2. 桥环桥环烃的命名烃的命名n1. 确定母体烃确定母体烃n2. 确定环数确定环数n3. 选主环选主环n4. 选主桥选主桥n
28、5. 编号编号n6. 确定方括号内数字确定方括号内数字n7. 写出完整的名称写出完整的名称n环数环数方括号内数字方括号内数字母体烃名母体烃名3. 螺环烃的命名螺环烃的命名n1. 确定母体烃确定母体烃n2. 确定螺数确定螺数n3. 编号编号n4. 选主桥选主桥n5. 编号编号n6. 写出完整的名称写出完整的名称n螺数螺数方括号内数字方括号内数字母体烃名母体烃名四四 环烷烃的化学性质环烷烃的化学性质n1. 加氢加氢2. 加卤素加卤素3. 加卤化氢加卤化氢环丙烷及其衍生物发生此反应（三员环）环丙烷衍生物开环符合马氏规则。+ HBr CH3CCHCH3CH3Br CH31,1,2-三甲基环丙烷2-溴-
29、2,3-二甲基丁烷环的稳定性环的稳定性环的稳定性与环的大小有关。从燃烧热的变化得到，开链烷烃的平均燃烧热，每个CH2的Hc=658.6kJ/mol环烷烃 乙烯 三元 四元 五元 六元 七元 八元每个CH2的燃烧热kJ/mol711.3 704.3 693 664 658.6 662.4 663.8差值kJ/mol52.7 45.7 34.4 5.4 0 3.8 5.2 环烷烃 九元 十元 十一元 十二元 十三元 十四元 十五元 5981 6635.8 7290.2 7912.8 8583.1 9219.9 9884.7分子燃烧热 kJ/mol分子燃烧热 kJ/mol1422.6 2112.9
30、2771.9 3320 3951.7 4636.7 5310.3每个CH2的燃烧热kJ/mol664.6 663.6 662.7 659.4 660.2 658.6 659差值kJ/mol 6 5 4.1 0.8 1.6 0 0.4五五 Baeyer张力学说张力学说n1885年阿道夫年阿道夫.范范.拜尔拜尔(慕尼黑大学慕尼黑大学)根据小环根据小环的不稳定性提出环张力学说。其基本要点是：的不稳定性提出环张力学说。其基本要点是：成环碳原子在同一平面，为满足环的几何形状成环碳原子在同一平面，为满足环的几何形状则必然使则必然使sp3杂化轨道的夹角杂化轨道的夹角(10928)，被，被迫迫发生改生改变导致
31、致环的角的角张力。偏离的角度越大，力。偏离的角度越大，角角张力越大，力越大，环体系越不体系越不稳定。定。n张力学说的缺陷：其预测小环稳定性正确。但张力学说的缺陷：其预测小环稳定性正确。但对于大环则完全错误。因为，张力学说假设的对于大环则完全错误。因为，张力学说假设的前提错误，对于环烷烃，除环丙烷为平面结构前提错误，对于环烷烃，除环丙烷为平面结构外外,其余多于四个碳原子的环烷烃均非平面型其余多于四个碳原子的环烷烃均非平面型结构。结构。六六 环丙烷的结构环丙烷的结构n根据现代实验测定，并利用量子力学计算，在环丙烷分子中CCC=105.5, HCH=114,说明分子中碳原子之间的轨道重叠不在一条直线
32、。而是弯曲成键，重叠程度小形如香蕉(不能达到最大程度重叠)，从而产生较大的角张力。n同时由于环的刚性结构，使得成环的碳碳键不能完全自由旋转，导致环碳原子所连的原子或基团之间产生斥力，形成扭转张力。见P.44七七 环烷烃的构象环烷烃的构象n1. 环己烷的构象环己烷的构象n2. 一取代环己烷的构象一取代环己烷的构象n3. 二取代环己烷的构象二取代环己烷的构象n4. 其它环的构象其它环的构象n5. 十氢萘的构象十氢萘的构象1. 环己烷环己烷的构象的构象n椅式构象椅式构象(chair form)两种椅式构象 构象转换体构象转换体n船式构象船式构象(boat form)n扭船式构象扭船式构象(twist
33、 form)n半椅式构象半椅式构象n四种构象的变化过程四种构象的变化过程2. 一取代环己烷的构象一取代环己烷的构象 构象转换体构象转换体 能量差能量差 = 7.6 kJ / moln取代基处于取代基处于e-键的构象是优势构象键的构象是优势构象3. 二取代环己烷二取代环己烷的构象的构象n平面式表示法平面式表示法4. 两个不同取代基的环己烷两个不同取代基的环己烷衍生物衍生物优势构象的判定优势构象的判定n根据势能差计算根据势能差计算nHassel 规则规则: 含相同基团的多取代环己烷，含相同基团的多取代环己烷，如果没有其它因素的影响，那么在两个构如果没有其它因素的影响，那么在两个构象转换体之间，较多
34、取代基取象转换体之间，较多取代基取e-键向位的构键向位的构象为优势构象。象为优势构象。nBarton 规则：规则：含不同取代基的多取代环己含不同取代基的多取代环己烷，如果没有其它因素的影响，那么在两烷，如果没有其它因素的影响，那么在两个构象转换体之间，作用最强的或较强的个构象转换体之间，作用最强的或较强的基团处于基团处于e-键向位的构象为优势构象。键向位的构象为优势构象。4. 其它环其它环的构象的构象5. 十十氢萘的构象氢萘的构象平面式表示法平面式表示法构象式表示法构象式表示法1命名下列化合物，并指出伯、仲、叔、季碳原子。(1)习题CH3CH2CHC H2C(CH3)3CH3CHCH3季C 、
35、叔C、仲C、伯C2,2,5-三甲基-4-乙基己烷CH2CH3(2) CH3CH2CCH2CH2CHCH2CH3CH2CH3CH3季C 、叔C、仲C、伯C3-甲基-3,6-二乙基辛烷CH3CH3CH3CH3CHCH2CH(3)叔C、仲C、伯C2,4-二甲基戊烷(4)2-甲基-3-乙基己烷(5)(CH3)3CCH3反-1-甲基-4-叔丁基环己烷H3CCH3HH(6)顺-1,4-二甲基环己烷(7)1-甲基二环2,2,1庚烷(8)CH3CH3丁烷(全交叉构象)2写出下列化合物的结构式。(1)2,5-二甲基己烷：(CH3)2CHCH2CH2(CH3)2。(2)2,4-二甲基-4-乙基庚烷：习题CH3CH
36、CH2CCH2CH2CH3CH2CH3CH3CH3(3)2,2,4-三甲基戊烷CH3CCH2CHCH3CH3CH3CH3(4)2,2,4,4-四甲基辛烷：(CH3)3CCH2C(CH3)2CH2CH2CH2CH3(5)异丙基环己烷：(6)1,7,7-三甲基二环2,2,1庚烷：(7)甲基环戊烷：(8)二环4,4,0 癸烷：3下列化合物的系统命名如有错误请改正。习题C2H5CH3CHCH2CH32-乙基丁烷；3-甲基戊烷。(1)(2)(CH3)3CCH2CH2CH31,1,1-三甲基丁烷；2,2-二甲基戊烷。(3)CH3CHCH2CH2CH32-异丙基戊烷；2,3-二甲基己烷。3-二甲基戊烷；3,
37、3-二甲基戊烷。CH3CHCH3CH3CH2CCH2CH3CH3CH3(4)2,2,3-三甲基己烷；2,2,4-三甲基己烷。CH2C-CH2CHCH2CH3CH3CH3(5)CH34.完成下列反应式：(1)CH3CHCH3 +Br2 CH3-C-CH3+ CH3CHCH2Br +2HBr习题BrCH3 hvCH3CH3-C-CH3 +Cl2 (CH3)3CCH2Cl+HCl(2)CH3CH3+ HBr CH3CH2CH2Br hv(3)CH2CH2H2CCH2-CH2CH2-CH2CH2-CH2CH2-CH2CH2(4)(5)+ Cl2 hvCH2-CH2CH2-CH2CHCl+HCl+ Br
38、2 BrCH2CH2CH2CH2Br加热CH35写出分子量为100，并含有伯、仲、叔、季碳原子烷烃的可能结构式。解：根据CnH2n+2的通式，100=12n+2n+2，n=7。 分子式为：C7H16。可能的结构式如下：a.CH3(CH2)5CH3；b.(CH3)2CHCH2CH2CH2CH3；习题CH3c.CH3CH2CHCH2CH2CH3；d.CH3CHCHCH2CH3；CH3CH3CH3e.CH3CHCH2CHCH3；f.CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CH2CH3g.CH3CCH2CH2CH3；h.CH3CH2CCH2CH3；CH3CH3CH3i.CH3-C-CHCH3。CH3C
39、H3CH37写出摩尔质量为86，并符合下述条件的烷烃的结构式。(1)可有两种一溴代产物：(2)可有三种一溴代产物：(3)可有四种一溴代产物：(4)可有物种一溴代产物：6写出分子式为C7H14，符合下述条件的各种饱和烃的结构式。解：(1)没有伯碳原子：环庚烷 (2)有一个伯碳原子和一个叔碳原子： (3)有两个伯碳原子：习题CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH2-C-CH3CH3CH3CH3CH3CH3CHCHCH3CH3(CH2)4CH3CH3CH3CH2CHCH2CH3CH3CH3CHCH2CH2CH38用化学方法区别下列各组化合物：(1)丙烷和环丙烷：丙烷 环丙烷习题溴水无现
40、象褪色(2)环戊烷和1,2-二甲基环丙烷： 环戊烷1,2-二甲基环丙烷溴水无现象开环，褪色9用纽曼投影式表示1-氯丙烷绕C1-C2旋转的四种代表性构象，并比较其稳定性。CH3ClHHHHCH3ClHHHHCH3ClHHHHCH3ClHHHH对位交叉式 部分重叠式 邻位交叉式 全重叠式10作反-1-甲基-4-异丙基环己烷的 优势构象(只作环的)。11用构象分析法说明：(1)反-1,4-二甲基环己烷比顺-1,4-二甲基环己烷稳定。习题CH(CH3)2H3CCH3H3CH3CCH3CH3CH3一个a键，一个e键。两个e键。(2)顺-1,3-二甲基环己烷比反-1,3-二甲基环己烷稳定。H3CCH3H3CCH3CH3H3CH3CCH3一个a键，一个e键。两个e键。CH3H3C12写出甲烷和氯气在光照下发生氯代反应生成一氯甲烷的反应机理。解：Cl2 2Cl 链引发； CH4 + Cl HCl + CH3 CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl Cl + CH3 CH3Cl Cl + Cl Cl2 链终止。 CH3 + CH3 CH3CH3习题链增长； hv
