第二章 烷烃和环烷烃 自由基取代反应课件.ppt

第二章 烷烃和环烷烃 自由基取代反应;烃（hydrocarbon）：仅由碳和氢两种元素组成的化合物;第一节 分类、构造异构和碳原子的级;环烷烃;二、构造异构（constitutional isomerism）;单环烷烃与单烯烃为构造异构体，例如：;三、饱和碳原子的级（类型）;第二节 命名;二、系统命名法(IUPAC);i-Bu;选主链：选最长碳链作主链, 称某烷.若等长选支多。 ;3、书写取代基的规则;（三）练习：命名下列化合物;（四）环烷烃的系统命名;2,4-二甲基-3-环戊基戊烷;3、桥环烷烃的系统命名;编号：从桥头碳开始，绕最长的桥到另一个桥头，再绕次长桥回来，最后再编最短的桥。可能的情况下给取代基以尽可能小的编号;2,7,7-三甲基二环[2.2.1]庚烷;第三节 结构;当碳原子的键角偏离109°28′时，便会产生一种恢复正常键角的力量。这种力就称为张力。键角偏离正常键角越多，张力就越大。 ;（二）环丙烷的结构 由于角张???作用，使得环丙烷和环丁烷分子稳定性下降，容易发生加成反应使环打开;;乙烷构象能量变化图;二、丁烷的构象;稳定性：对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式;三、环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象;四、环己烷的构象;竖键（axial） 直立键 a;椅式构象的画法;183 pm(两个氢原子半径250pm);扭船式;第五节 物理性质;（二） 氢键;二、沸点：（boiling point，bp.）;3、相对分子质量相同的烷烃，对称性好，熔点高。;熔点/℃ -130 -160 -17;第六节 化学性质;（二）热裂反应;(四) 甲烷卤代的反应机理（reaction mechanism）;2.卤素的相对反应活性 ;从图中可看出：活化能越高，反应速率越慢，慢步骤是决定反应速率的步骤。因此甲基自由基的生成是决定反应速率的步骤。;第二步 CH3-H + X· → ·CH3 +HX Ea(KJ.mol-1) △H(KJ.mol-1) F· 4 -130 Cl· 17 +4 Br· 75 +67 I· 141 +140 ;（六）其它烷烃的卤代反应;1 各种氢的相对活性;2 自由基（游离基）的稳定性;小结：通过讨论烷烃的卤代反应机理涉及几个重要概念 （1）过渡态和活性中间体，过渡态的结构是化学家们想象出来的，它的原子排列方式是极为暂时的，不能把它分离出来，但在研究反应机理时，把它当作真实分子看待，这一点是十分有用的，活性中间体自由基是真实存在的，有些自由基的结构已被测定。 （2）反应活性问题：反应活性不同实际上是反应速率的不同。第一种是在相同条件下，某一有机物与不同试剂反应时，不同试剂的活性的差别，如甲烷的卤代反应中四种卤素的反应活性不同；第二种是有机分子中不同位置对同一试剂的反应活性，如烷烃的卤代反应中几种氢的活性次序，这种竞争反应发生在同一分子内的不同位置，即是反应方向的竞争，是反应的去向问题。 （3）决定反应速率的步骤，在多步反应中往往其中一步所需的活化能较高，反应速率较慢，反应总速率是这一步决定的。;二、环烷烃的化学性质;2) 加卤素;环的断裂发生在取代基最多和取代基最少的碳原子之间。（符合马氏规则）即：氢加到含氢多的碳原子上，卤素加到含氢少的碳原子上。 ;1 掌握烷烃的结构，碳原子、氢原子的类型和σ键的特点 2 熟练掌握烷烃的命名法和几个烷基的命名 3 掌握烷烃的卤代反应（主要产物） 4 掌握自由基反应历程，自由基的稳定性顺序。 5 掌握乙烷和丁烷的构象（锯架式和纽曼投影式） 6 掌握环烷烃的命名和化学性质（三元环和四元环的开环反应，特别是不对称三元环与HX的加成） 7 掌握环己烷的椅式构象的写法 8 了解反应热、过渡态、活化能的概念。