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丁烷分子构象转化能量示意图如下： 思考题：丙烷有几种典型的构象并画出其典 型构象的纽曼投影式。 　　　 交叉式 重叠式 画出化合物 的所有典型的构象。 最稳定 最不稳定 2.4 烷烃的性质 一、烷烃的物理性质 1. 存在状态 室温下，1~4个C的烷烃为气体，5~16个C的烷烃 为液体，大于16个C的烷烃为固体。 2. 熔点和沸点：随分子量的增大而升高 原因: (1)分子大，接触面积大，范德华力大； (2)分子大，分子运动所需能量大（增加一个 C，b.p. 升高20~30℃）。 CH4 C2H6 C14H30 C15H32 b.p(oC) -162 -88 251 268 ●同分异构体中，支链多的沸点低。 原因: 支链多，接触面积小，分子间作用力小。 但是支链的影响远小于碳数增加的影响。 3. 相对密度：随分子量的增加而增高，但都小于1。 4. 溶解性：不溶于水及强极性溶剂中，可溶于氯仿、 乙醚、四氯化碳等弱极性或非极性的溶 剂中（相似相溶）。 bp 68.9oC 60.3oC 58oC 36oC 二、烷烃的化学性质 sp3 杂化 已饱和 不能加成 低极性共价键 H 酸性小 不易被置换 C H 电负性 2.5 2.2 1. 稳定，对强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂都不发生反应； 2. 烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。 (一) 氧化反应(二) 热裂反应(三) 卤代反应 (一) 氧化反应(Oxidation) 无机氧化还原：无机中的氧化的概念以电子的得失来进行衡量，氧化还原反应伴随着化合价的变化。 有机氧化还原：对于以共价键形成的有机化合物，多数情况下氧化还原只是电子对的偏移而没有电子得失，相应的化合价就不会发生变化；在有机中，加氧或去氢为氧化，加氢或去氧为还原。 1. 氧化 烷烃在有催化剂存在的条件下可以进行氧化反 应生成含氧衍生物： 2. 燃烧 在有充足的氧存在时，发生如下的反应： (二) 热裂反应(Pyrogenation) 烷烃在高温和无氧条件下发生化学键的断裂生成较小分子的反应。 (三) 卤代反应 (Halogenation) 1. 甲烷的卤代反应 烷烃中的氢原子被卤原子取代的反应。 卤代反应一般是指氯代反应和溴代反应。氟与烷烃的反应非常迅速，能引起爆炸，工业上很少应用。碘与烷烃的反应是一个平衡反应，平衡利于向左进行，只有及时除去生成的还原性产物碘化氢，反应才可能生成较多的碘代烷。 2. 甲烷卤代反应的机理 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。 研究反应机理的目的是认清反应的本质、掌握反应的规律，从而达到控制和利用反应的目的。 反应机理是根据大量反应事实做出的理论推导，是一种假说。对某一个反应可能提出不同的机理，其中能够最恰当地说明实验事实的，被认为是最可信的，而那些与实验事实不太相符的机理则需要进行修正或补充。因此，反应机理是在不断发展的。 此外，目前并不是对所有的反应都能提出明确的反应机理。但烷烃的卤代反应机理是比较清楚的。 以甲烷氯代反应为例： ①加热或光照下进行，一经开始便可自动进行； ②产物中有少量乙烷； ③少量氧的存在会推迟反应的进行。 以上实验事实，说明该反应是一自由基反应! 自由基反应大多可被光照、高温、过氧化物所催化，一般在气相或非极性溶剂中进行。 烷烃的氧化和热裂都是自由基反应。 实验事实： * * 烃(hydrocarbon): 由碳和氢两种元素形成的有机物， 也叫碳氢化合物。 烃 开链烃 环烃 饱和开链烃 不饱和开链烃 饱和环烃 不饱和环烃 C H 2 C H C H C H C H C H 1 C H C H C H C H C H 烷烃 烯烃、炔烃等 环烷烃 环烯烃、 环炔烃、 芳烃等 Chapter-2 烷烃 (Alk