有机化学第二章 烷烃1.ppt

第二章 烷烃 （alkane） 本章重点讲解： 1. 烷烃的命名—— 掌握 2. 烷烃的结构——理解 3. 烷烃的物理性质——了解 4. 烷烃的化学性质——掌握 5. 游离基取代反应机理——理解 2.1 同系列和同分异构现象 烷烃结构通式： CnH2n+2 2.2 烷烃的命名 2.2 烷烃的命名2）系统命名（IUPAC命名法） 2.3 烷烃的结构 2.烷烃的构象 2.3 烷烃的结构2.烷烃的构象 2.3 烷烃的结构 2.烷烃的构象 2） 正丁烷的构象 2.4 物理性质 外 观： 状态， 颜色， 气味 物理常数： 沸点（b.p.) 熔点（m.p.) 折光率(n) 旋光度[α]λ 密度（D） 溶解度 偶极矩（μ） μ=qd 光谱特征 2.4 物理性质 1. 熔点: 2.5 化学性质 烷烃化学性质总体特点：化学性质取决于分子的结构。C-C、C-Hσ键的键能较大，极性较小，烷烃稳定，一般不与强酸、强碱、强氧化剂反应。高温、光照等条件下烷烃具有反应活性。 2.5.1氯代 3）氯代、溴代反应的取向 2.5.1氯代 2.5.1氯代 不同氢的反应活性与自由基的稳定性有关 2.5.1氯代 2.5.1氯代 2.5.2氧化和燃烧 2.5 化学性质 P27 第2、5、16题 因单键旋转而使分子中原子或基团在空间产生不同的排列形象称为构象。每一种空间排列形象就是一种构象, 因构象不同而产生的异构现象称为构象异构。 立体异构：构造相同，原子在空间排布方式不同 构造异构：分子中原子间的排列顺序、结合方式 异构现象 包括碳架异构、位置异构、官能团异构 构型异构 顺反异构 旋光异构 构象异构 1）乙烷的构象 交叉式 楔形透视式（伞形式） 锯架式（透视式） 纽曼投影式 1）乙烷的构象 重叠式 楔形透视式（伞形式） 锯架式（透视式） 纽曼投影式 Newman投影式的写法： (1). 从C-C单键的延线上观察： (2). 固定“前”碳，将“后”碳沿键轴旋转，得到乙烷的各种构象。 最典型的有两种：重叠式和交叉式。 乙烷交叉式构象 60° 乙烷重叠式构象 0° 前碳 后碳 构象的能量分析 非键合的两原子或基团接近到相当于范氏半径之和时，二者间以弱的引力相互作用，体系能量较低；如果接近到这一距离以内，斥力就会急剧增大，体系能量升高。 一些原子或基团的范德华半径(pm) H C N O Cl CH3 120 150 150 140 180 200 227 289 249 306 乙烷构象势能关系图 以单键的旋转角度为横坐标，以各种构象的势能为纵坐标。如果将单键旋转360度，就可以画出一条构象的势能曲线。由势能曲线与坐标共同组成的图为构象的势能关系图。 乙烷的重叠式内能最高，最不稳定，而交叉式内能最低，最为稳定。这种构象称为优势构象. 其他构象的内能则介于交叉式与重叠式之间。随着乙烷分子中两个碳原子绕单键的相对旋转，能量不断变化。乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构象的动态平衡混合体系，但各种构象体存在的比率不同。 正丁烷构象分析势能图 绕C-2和C-3之间的σ键旋转，形成的四种典型构象。 对位交叉式 邻位交叉式 全重叠式 部分重叠式 构象稳定性： 对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式 最稳定的对位交叉构象是优势构象，能量最低。。 [ 讨 论 题 ] （1）将右式化合物改写成纽曼式，并用纽曼式表示其优势构象。 （2）下列哪一对化合物是等同的？（假定C-C单键可以自由旋转） 状态： 常温常压下 C1—C4气体，C5—C16液体，C16以上固体。 烷烃熔点的特点: 取决于分子间的作用力和晶格堆积的密集度。 （1）随相对分子质量增大而增大。 （2）偶数碳烷烃由于分子对称性较高，比奇数碳烷烃的熔点升高值大 。 （3）相对分子质量相同的烷烃，支链增多，熔点下降。 2. 沸点: 沸点大小取决于分子间的作用力 烷烃沸点的特点: 直链烷烃的沸点 （1）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。 （2）随相对分子质量增大而增大（运动能量增大，范德华