第二章烷烃.pptVIP

乙烷构象势能关系图 2、正丁烷的构象势能关系图 能量 旋转角 4 全重叠 2，6 部分重叠 3，5 邻位交叉 1=7 对位交叉 2, 4, 6 是不稳定构象， 1, 3, 5, 7 是稳定构象。 1=7 是优势构象（能量最低的稳定构象称为优势构象） 沿C2-C3键轴旋转的转动能垒 22.6 kJ·mol-1 第五节 烷烃的物理性质 有机化合物的物理性质包括化合物的状态、熔点、沸点、比重、折光率、溶解度、旋光度，这些物理常数通常用物理方法测定出来的，可以从化学和物理手册中查出来。1.物质状态： 2.沸点： 3.熔点；  正烷烃的熔点，同系列C1-C3不那么规则，但C4以上的是随着碳原子数的增加而升高。不过，其中偶数的升高多一些，以至含奇数和含偶数的碳原子的烷烃各构成一条熔点曲线，偶数在上，奇数在下。 解释：在晶体中，分子间的作用力不仅取决于分子的大小，而且取决于碳链的空间排布情况。排列紧密（分子间的色散力就大）熔点就高。 4.比重 正烷烃的比重是随着碳原子的数目增加逐渐有所增大，二十烷以下的按近于0.78。这也与分子间引力有关，分子间引力增大，分子间的距离相应减小，比重则增大。 5.溶解度： 烷烃不容与水，能溶于某些有机溶剂，尤其是烃类中。相似相溶，结构相似，分子间的引力相似，就能很好溶解。 第六节 烷烃的化学性质 ⑴在空气中燃烧： 在催化剂下可以使烷烃部分氧化，生成醇、醛、酸等。 1.氧化 ⑵催化剂氧化 烷烃的氢原子可被卤素取代，生成卤代烃，并放出卤化氢。这种取代反应称为卤代反应。 2、烷烃卤代反应 卤代反应 分子中的原子或基团被卤原子取代的反应称为卤代反应。 取代反应 分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应称为取代反应。 *1 卤代反应 氯代反应： 甲烷的氯代反应较难停留在一氯代甲烷阶段 反应的特性： ?X + CH3-H ? CH3 + H-X F Cl Br I 439.3 568.2 431.8 366.1 298.3 -128.9 +7.5 +73.2 +141 H (KJ/mol) Ea (KJ/mol) +4.2 +16.7 +75.3 +141 总反应热(KJ/moL)： F(-426.8) Cl(-104.6) Br(-30.96) I(53.97) 1. 氟化反应难以控制。 2. 碘化反应一般不用。碘自由基是不活泼的自由基。 3. 氯化和溴化反应常用，氯化比溴化反应快5万倍。 *2 甲烷卤代反应的比较 1 该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。 2 该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，不适宜 制备二氯甲烷和三氯甲烷。 3 无取代基的环烷烃的一氯化反应也可以用相应方法 制备，C(CH3)4的一氯化反应也能用此方法制备。 *3 甲烷氯化反应的适用范围 控制一定的反应条件和原料的用量比，可以使其中一种氯代烷为主要产品。碳链较长的烷烃氯代时，反应可以在分子中不同的碳原子上取代不同的氢，得到各种氯代烃。 *4 烷烃卤化反应的选择性 在丙烷分子中伯氢有六个，仲氢有两个，如果只考虑碰撞频率和推测概率因子，我们预计丙烷的氯代将按3：1生成每个氢原子的相对活性为： 仲氢/伯氢=（57/2）/（43/6）=4, 这就是说仲氢和伯氢的相对活性为4：1。 仲氢和伯氢的相对活性 *5 氢的相对活性及对取代反应的影响 叔氢/伯氢=（36.1/1）/（64/9）=（5.1/1） 实践结果表明,叔、仲、伯氢在室温时的相对活性位5：4：1，即每个伯、仲、叔氢被氯取代生成相应氯代烷底相对比例。 这说明 ，烷烃的氯代，在室温下有选择性。（选择性就是产物有多有少）据此，可以预测某一烷烃在室温一氯代产物中异构体的得率。如： 叔氢与伯氢的相对活性： 溴代反应中，也遵循叔氢〉仲氢〉伯氢的反应活性，相对活性为1600：82：1。溴的选择性比氯强，这是什么道理呢？这可用卤原子的活泼性来说明，因为氯原子较活泼，又有能力夺取烷烃中的各种氢原子而成为HCL 。溴原子不活泼，绝大部分只能夺取较活泼的氢。 把烷烃的蒸气在没有氯气的条件下，加热到4500C以上时，分子中的键发生断裂，形成较小的分子。这种在高温及没有氧气的条件下发生键断裂的反应称为热裂反应。 3、热裂解和催化裂解反应 上述反应也是以自由基机理进行的。 Honghe University Prof Guo Ya-li 第二章 烷 烃 第一节 烷烃的同系列及同分异构现象 第二节 烷烃的命名法 第三节 烷烃的构型及分子模型 第四节 烷烃的构象