河南工程学院教案有机化学第九章(三).doc

河南工程学院教案(八、九) 第九章 脂肪烃（三） 9-4脂肪烃的性质 重点：脂肪烃的化学性质 难点：亲电加成反应 内容： 一、脂肪烃的物理性质： 1．烷烃的物理性质 （1）状态：在常温常压下，含1～4个碳原子的直链烷烃是气体，5～16个碳原子的是液体，17个以上的是固体。 （2）沸点：直链烷烃的沸点随分子量的增加而有规律地升高。且支链烷烃的沸点比直链烷烃要低。支链越多，沸点越低。 ［沸点的高低取决于分子间作用力的大小。烷烃是非极性分子，分子间的作用力（即范德华力）主要是色散力，这种力是很微弱的。色散力与分子量和分子的大小成正比。多一个亚甲基时，原子数目、分子量和分子体积都增大了，色散力也增大，沸点即随之升高。但色散力是一种近程力，它只有在近距离内才能有效地发挥作用，随着分子间距离的增大而迅速减弱。带支链的烷烃分子，由于支链的阻碍，分子间不能像直链烷烃那样紧密地靠在一起，分子间距离增大了，分子间的色散力减弱，所以。。。。。］ （3）熔点：直链烷烃的熔点，其本上也是随分子量的增加而逐渐升高。但偶数碳原子的烷烃熔点增高的幅度比奇数碳原子的要大一些。 ［烷烃的熔点也主要是由分子间的色散力所决定的。固体分子的排列很有秩序，分子排列紧密，色散力强。固体分子间的色散力，不仅取决于分子中原子的数目和大小，而且也取决于它们在晶体中的排列状况。X—光结构分析证明：固体直链烷烃的晶体中，碳链为锯齿形的，由奇数碳原子组成的锯齿状链中，两端的甲基处在一边，由偶数碳原子组成的锯齿状链中，两端的甲基处在相反的位置。即偶数碳原子的烷烃有较大的对称性，因而使偶数碳原子链比奇数碳原子更为紧密，链间的作用力增大，所以偶数碳原子的直链烷烃的熔点要高一些。］ （4）溶解度：烷烃是非极性分子，不溶于水，易溶于非极性的或弱极性的有机溶剂中。 （5）密度：烷烃是在所有有机化合物中密度最小的一类化合物。无论是液体还是固体，烷烃的密度均小于1。随着分子量的增大，烷烃的密度也逐渐增大。 2．不饱和烃的物理性质 （1）烯烃的物理性质 ①在常温常压下，含2～～α—烯烃为液体，高级烯烃为固体。 ②熔点、沸点和相对密度都随分子量的增加而升高。烯烃的密度小于1，不溶于水，能溶于四氯化碳等有机溶剂。 （2）炔烃的物理性质 炔烃的物理性质与烯烃相似，乙炔、丙炔和丁炔为气体，戊炔以上的低级炔烃为液体，高级炔烃为固体。简单炔烃的沸点、熔点和相对密度比相应的烯烃、烷烃要高。炔烃不溶于水而易溶于石油醚、苯、乙醚和乙醇等有机溶剂。 脂肪烃的化学性质： （一）取代反应 1．烷烃的卤代反应： 烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代的反应称为卤代反应。烷烃与卤素在室温及黑暗中并不反应，但在强光照射或高温下则发生剧烈反应，甚至引起爆炸。例如：甲烷的氯代反应，在强烈的日光或紫外光照射下剧烈反应生成氯化氢和碳。在漫射光照、加热条件下，可以进行连续的取代反应： 卤素反应的活性次序为：F2 ＞ Cl2 ＞ Br2 ＞ I2 ＞＞250～400℃时，氯分子吸收光能而发生共价键的均裂，产生两个氯原子自由基或游离基，使反应引发。 链增长阶段： 氯原子游离基能量高，反应性能活泼。当它与体系中浓度很高的甲烷分子碰撞时，从甲烷分子中夺取一个氢原子，结果生成了氯化氢分子和一个新的游离基——甲基游离基。 甲基游离基与体系中的氯分子碰撞,生成一氯甲烷和氯原子游离基。 反应一步又一步地传递下去，所以称为链反应。 链终止阶段： 随着反应的进行，甲烷迅速消耗，游离基的浓度不断增加，游离基与游离基之间发生碰撞结合生成分子的机会就会增加。最终使反应终止。 烯烃的α—H原子的卤代反应： 碳碳双键是烯烃的官能团，与官能团直接相连的碳原子称为α—碳原子，与α—碳原子相连的氢原子叫α—氢原子。受碳碳双键的影响，α—氢原子比较活泼，容易发生取代反应和氧化反应。 丙烯与氯气混合，在常温下发生亲电加成反应，生成1,2—二氯丙烷。而在500℃的高温下，主要是烯丙碳上的氢被取代，生成3—氯—1—丙烯。 （二）※热裂解反应： 烷烃在隔绝空气的条件下加强热，分子中的碳碳键或碳氢键都会发生断裂，生成较小的分子，这种反应叫做热裂解反应。如： 产物是一个混合物，烷烃分子中所含碳原子越多，产物越复杂。 由于碳氢σ键的键能(415 kJ/mol)大于碳碳σ键的键能(345kJ/mol)，所以甲烷热裂解的温度更高。 目前，合成高分子材料的原料“三烯”（乙烯、丙烯、丁二烯）就是通过石油