有机化学 第二章讲解.ppt

第二章 饱和烃(烷烃) (一) 烷烃的通式和构造异构 (二) 烷烃的命名 (三) 烷烃的结构 (四) 烷烃的物理性质 (五) 烷烃的化学性质 (六) 烷烃的主要来源和制法 本章重点： ①烷烃的命名； ②甲烷的结构，sp3杂化与四面体构型； ③氢原子的活泼性：3?H＞2?H＞1?H； 自由基的稳定性：3?＞2?＞1?＞ CH3·。 (二) 烷烃的命名 (1) 烷基的概念 (甲) 伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢 (乙) 烷基 (2) 烷烃的命名 (甲) 普通命名法 (乙) 衍生物命名法 (丙) 系统命名法 (1) 烷基的概念 (甲) 伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢 (乙) 烷基 (2) 烷烃的命名 (甲) 普通命名法 普通命名法——亦称为习惯命名法 对直链烷烃，叫正某(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、 壬、癸、十一、十二)烷。 (丙) 系统命名法 取代基按“次序规则”小的基团优先列出:烷 基的大小次序：甲基乙基丙基丁基戊基 己基异戊基异丁基异丙基。 (三) 烷烃的结构 碳原子轨道的sp3杂化 (2) σ键的形成及其特性 (3) 乙烷的构象 (4) 丁烷的构象 (三) 烷烃的结构 (1) 碳原子轨道的sp3杂化 4个sp3杂化轨道间取最大的空间距离为正四面体构型，键 角为109.5°(动画，sp3杂化碳)。 构型——原子在空间的排列方式。 (2) σ键的形成及其特性 ∵ CH4中的4个杂化轨道为四面体构型(sp3杂化) ∴H原子只能从四面体的四个顶点进行重叠(因为顶点方向电子云密度最大),形成4个σsp3-s键。 （动画） (四) 烷烃的物理性质 (五) 烷烃的化学性质 (1)取代反应 (甲) 卤化反应 (乙) 卤化反应的机理 (丙) 卤化反应的取向与自由基的稳定性 (丁) 反应活性与选择性 (戊) 其它取代反应 A． 硝化反应 B． 氯磺酰化反应 (2) 氧化反应 (甲) 完全氧化反应 (乙) 部分氧化反应 (3) 异构反应 (4) 裂化反应 (1) 取代反应 (甲) 卤化反应 甲烷氯代反应历程如下： 烷烃－卤化反应的取向与自由基的稳定 所以，烷烃中氢原子的活泼性顺序是：叔氢＞仲氢＞伯氢！ (丁) 反应活性与选择性 本章重点： ①烷烃的命名； ②甲烷的结构，sp3杂化与四面体构型； ③氢原子的活泼性：3?H＞2?H＞1?H； 自由基的稳定性：3?＞2?＞1?＞ CH3·。 * 烷烃分子从形式上去掉一个氢原子所剩下的基团叫做烷基，用R-表示。 如： 2-甲基戊烷 最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。 六个碳原子,4个支链 6个碳原子，2个支链 选择红色为主链 2,2,5-三甲基-3-乙基己烷 最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。 绿色编号正确 3,3,4-三甲基己烷 例 ： 最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。 3-甲基-4-乙基己烷 例： 最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。 σ键——电子云围绕两核间连线呈圆柱体的轴对称,可自由旋转。 (1) 沸点 烷烃的b.p随分子量的↑而有规律地↑ 同分子量时， 支链较多，沸点较低。 (2) 熔点 总趋势是分子量↑，m.p↑。 在漫射光、热或某些催化剂作用下，氢被氯取代： 控制甲烷与氯气的体积比或控制反应时间，可控制产物的氯代程度。 根据反应事实，对反应做出的详细描述和理论解 释叫做反应机理。 (乙) 卤化反应的机理 链引发的特点是只产生自由基不消耗自由基。 … … 链增长的特点是：消耗一个自由基的同时产生另一个自由基。 链终止的特点是只消耗自由基而不再产生自由基。 只有在大量甲烷存在时才能得到一氯甲烷为主的产物。当CH3Cl达到一定浓度时，·Cl可与之反应，生成CH2Cl2，进而有CHCl3、CCl4生成。 丙烷的氯代反应如下： 设伯氢的活泼性是1，仲氢的活泼性x，则有： 即仲氢的氯代反应活性是伯氢的4倍。 即叔氢原子的氯代反应活泼性是伯氢原子的5倍。 异丁烷的氯代反应如下： 自由基的稳定性顺序：3?＞2?＞1?＞ CH3· 不同卤素与烷烃进行卤化反应的活性顺序为： 烷烃的溴代反应较氯代反应放热少、速率慢、选择性高： 反应活性越大，其选择性越差。溴原子取代活性较大的氢原子，比取代活性较小的氢原子相对容易些。 不同卤原子与不同氢原子反应的相对速率(以伯氢为标准)如