[化学]有机化学2.ppt

【学习要求】 能正确书写烷烃的构造异构体，掌握烷烃的命名原则。 能用原子轨道杂化理论解释烷烃中碳原子的构型。 掌握σ键的形成、结构特点及特性 。 掌握构象式（纽曼式和透视式）的写法。 掌握烷烃的物理性质（沸点，熔点，溶解度，比重等）存在的规律性的变化。 掌握烷烃的氧化，裂化，取代反应。 掌握烷烃的卤代反应、自由基反应的条件、历程及自由基的稳定性。 烷烃的命名 　　普通命名法简单方便，但只能适用于构造比较简单的烷烃。对于比较复杂的烷烃必须使用系统命名法。 烷基 名称 通常符号 三、系统命名法（IUPAC命名法） 2. 主链的编号 烷烃的构型 构象的表示方法： 纽曼式（Newman） 楔形式， 锯架式， 二. 正丁烷的构象 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 室温下，正丁烷构象异构体处于迅速转化的动态平衡中， 不能分离。最稳定的对位交叉构象是优势构象。 一、状态 常温、常压(0.1MPa) C5～C16：液态 C1～C4：气态 ＞C17：固态 直链烷烃 二、沸点（b.p） 1.直链烷烃 (1) M↑，b.p↑；庚烷：～100℃(98.4)℃。 解释： 烷烃的物理性质 分子间力(Van der Waals)： 静电引力 诱导力 色散力(烷烃 μ=0) 而：色散力 ∝ 共价键数目(即C—C、C—H) (2)相邻同系物的沸点差(⊿ b.p)，随M↑， ⊿ b.p↓。 解释： (1)支链↑，b.p↓。 解释：色散力是近距离较大。 2.支链烷烃(同分异构体) (2)支链数相同：对称性↑，b.p↑； 小结：沸点高低的判断方法 A：数碳原子数目——数目↑，b.p↑； B：碳原子数目相同——支链↑，b.p↓； C：支链数目相同——对称性↑，b.p↑； 三、熔点(m.p) 1．直链烷烃 M↑，m.p↑ (C3以后)。 由此可见：含偶数C，m.p↑的多； 含奇数C，m.p↑的少。 从而形成了“偶上奇下”两条曲线。 解释： 在晶体中，分子间作用力不仅取决于分子的 大小，还于晶体中晶格排列的对称性有关。 含偶数碳原子的碳链具有较好的对称性，晶 格排列紧密。 2. 同分异构体 支链M↑，m.p↓(不利于晶格的紧密排列)。 对称性↑，m.p↑； 高度对称的异构体—— m.p ＞ 直链异构体—— m.p 。 四、相对密度： 分子量↑，密度↑，但＜1； 支链↑，密度↓。 五、溶解度 烷烃都不溶于水，能溶于有机溶剂。“相似者相溶” 六、折光率 七、密度 烷烃的化学性质 　　烷烃的化学性质稳定（特别是正烷烃）。在一般条件下（常温、常压），与大多数试剂如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂及金属钠等都不起反应，或反应速度极慢。 原因： （1） 其共价键都为σ键，键能大 　　　　　　　C-H 390~435KJ/mol C-C 345.6KJ/mol 　　　 （2）分子中的共价键不易极化 　　　　　　 （电负性差别小C2.5， H2.2） 　　但稳定性是相对的、有条件的，在一定条件下（如高温、高压、光照、催化剂），烷烃也能起一些化学反应。 一、氧化反应 二、 热裂反应 　　在高温及没有氧气的条件下使烷烃分子中的C-C键和C-H键发生断裂的反应称为热裂反应。 例如： 　　热裂化反应根据生产目的的不同可采用不同的裂化工艺。 1.深度裂化（裂解） 1)目的： 主要是得到基本化工原料（乙烯，丙烯，丁二烯，乙炔） 2)裂化温度 800-1100℃ 2.催化裂化 1)目的：提高汽油的产量和质量（生产高辛烷值的汽油） 2)裂化温度 400-500℃ 3)加入一定的催化剂 三、 卤代反应 　　烷烃的氢原子被卤素取代生成卤代烃的反应称为卤代反应。通常是指氯代或溴代。 1．甲烷的氯代反应 　　在紫外光漫射或高温下，甲烷易与氯、溴发生反应。 　甲烷的卤代反应较难停留在一元阶段，氯甲烷还会继续发生氯化反应，生成二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳。 　　若控制一定的反应条件和原料的用量比，可得其中一种氯代烷为主要的产物。 甲烷 ：氯气 = 10 ：1 （400-450℃时）CH3Cl占98% 例如： 甲烷 ：氯气 = 1 ：4 （4