有机化学--第二章烷烃研究.ppt

物理性质 物态：气体？ 液体 ？ 固体？ 沸点（b.p.） 熔点（m.p.） 密度（比重） 溶解度： 水中溶解度？ 有机溶剂中？ 折光率 甲烷与其它卤素的反应 反应速率: F2 Cl2 Br2 I2 （不反应） F2 ：反应过分剧烈、较难控制 Cl2 ：正常（常温下可发生反应） Br2 ：稍慢（加热下可发生反应） I2 ：不反应。即使反应, 其逆反应易进行 主要讨论的内容 甲烷的卤代反应机理（反应机制，反应历程） 　　　 （Reaction Machanism） 什么是反应机理： 反应机理是对反应过程的详细描述，应解释以下问题： 反应条件起什么作用？ 决速步骤是哪一步？ 副产物是如何生成的？ 反应是如何开始的？ 产物生成的合理途径？ 经过了什么中间体？ 研究反应机理的意义： 了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。 发现反应的一些规律，指导研究的深入。 甲烷的卤代机理 —— 自由基取代机理 机理需要解释的几个主要问题： 光或加热的作用 反应的链现象（为何光照时，吸收一个光子可产生几千个 CH3X？） 有 O2 时反应的延迟现象 反应速率：氯代 溴代 产物CH3X和HX生成的合理途径 甲烷的氯代反应过程分析 接下页 氯自由基 甲基自由基 重 复 接上页 接上页 自由基完全消失，反应终止 甲烷的氯代反应机理的表达 自由基型链反应（chain reaction） 自由基 中间体 甲烷的溴代反应机理 甲烷卤代机理的循环表达式 循环 引发 产物 产物 自由基中间体 机理应解释的实验现象 O2 存在时有延迟现象 反应速率：氯代 溴代 产物的生成 光或加热的作用 链现象 甲基自由基的结构 O2存在时反应的延迟现象 O2 ：自由基抑制剂 机理的决速步骤（以氯代为例） DH(反应热) + 7.5 kJ/mol 吸热 －112.9 kJ/mol 放热 决速步骤 * 第二章 烷烃 主要内容 烷烃的结构，同分异构体 烷烃的命名（普通命名法， IUPAC命名法） 构象和构象异构体，构象式的表示法 烷烃的氯代和溴代反应，烷烃卤代的自由基机理 自由基链反应的步骤（链引发、链传递和链终止） 反应的势能变化，反应的过渡态 卤代反应的选择性，自由基的稳定性 Hammond有关过渡态结构假说 (第2章，27章） 一. 烷 烃（Alkanes, Paraffins） 碳氢化合物 烃 （hydrocarbons） 完全 烷 饱和 烃类（烷烃、烯烃、炔烃、芳烃） 同系列：有相同通式、结构上相差一定的“原子团”的一系列化合物。 同系物：同系列中的化合物为同系物。 烷烃的通式：CnH2n+2 （例：CH4, C2H6, C3H8, C4H10, ……） 同系列 （同系物, Homologs） 烷烃的结构 Space Filling Model Ball and Stick Model C: sp3 杂化，成 ? 键 同分异构现象和同分异构体（碳架异构体） （CONSTITUTIONAL ISOMERS， STRUCTURAL ISOMERS） 同分异构体 具有相同的分子式，但原子的连接顺序不同的分子 CH4 C2H6 C3H8 无异构体 C1~C3烷烃无异构现象 C4 以上烷烃出现同分异构现象 C4H10 C5H12 C6H14 C20H42 366,319 2 3 5 碳原子的四种类型 1? C（伯碳，一级碳） primary carbon 2? C （仲碳，二级碳） secondary carbon tertiary carbon 3? C （叔碳，三级碳） 4? C （季碳，四级碳） quaternary carbon 1? H（伯氢） 2? H（仲氢） 3? H（叔氢） 碳原子种类的扩展 1?自由基 （伯自由基） 2?自由基 （仲自由基） 3?自由基 （叔自由基） 1?碳负离子 （伯碳负离子） 3?碳正离子 （叔碳正离子） 二. 烷烃的命名 基础：普通命名法 普通命名法 用于简单化合物的命名 IUP