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[]烷烃

主要内容 1.烷烃的结构 2.烷烃的同分异构 3.烷烃的命名 4.烷烃的构象 5.烷烃的物理性质 6.烷烃的化学性质 自由基的稳定性 键解离能:共价键发生均裂时所需要的能量 自由基的稳定性 自由基的性质 自由基具有电子不饱和性和较高的能量 电子不饱和性 甲烷(CH4)是一个稳定的化合物。 但当甲烷分子中一个H原子被分离出来后,形成的甲基自由基CH3 则为一个不稳定的结构。 3. 超共轭效应(Hyperconjugated effects) 烷烃的密度均小于1(0.424-0.780) 烷烃不溶于水,溶于非极性溶剂. 沸点大小取决于分子间的作用力 (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,范德华引力增大)。 (3)相对分子质量相同、支链多、沸点低。(支链多,分子不易接近) 密度(比重) 沸点(b.p.) 溶解度: 水中溶解度? 有机溶剂中? C H 电负性 2.5 2.2 烷烃的结构 五 烷烃的化学性质(Chemical Properties) 一般情况下烷烃化学性质不活泼、耐酸碱(常用作低极性溶 剂,如正己烷、正戊烷、石油醚等) 烷烃可与卤素发生自由基取代反应(烷烃的重要反应) sp3 杂化 已饱和 不能加成 低极性共价键 H 酸性小 不易被置换 (一) 氧化和燃烧热: (二) 热裂反应: 1。 共价键的键能: 均裂反应: 离解能: CH4 四个不同 键能: CH4 离解能 /4 三、烷烃的氯化 甲烷的氯代反应 反应特点: (1)反应需光照或加热。 (2)光照时吸收一个光子可产生几千个氯甲烷(反应有引发过程)。 (3)有O2存在时反应延迟,过后正常。延迟时间与O2量有关。 甲烷的氯化反应机理(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。 甲烷的氯化机理 —— 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 乙烷如何生成 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 甲烷的氯化反应机理的表达 自由基型链反应(chain reaction) 自由基 中间体 甲烷氯化机理的循环表达式 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 产物的生成 光或加热的作用 链现象 乙烷的生成 机理的决速步骤 DH(反应热) + 7.5 kJ/mol 吸热 -112.9 kJ/mol 放热 决速步骤 烷烃卤代反应的选择性问题 反应对不同类型氢的反应选择性如何?(不同类型氢的相对反 应活性如何?) 不同卤素的反应选择性有何差异?(不同卤素的相对反应活性 如何?) 3o H, 2o H, 1o H:哪种氢易被取代? Cl 和 Br:哪个卤素的选择性好? 如: 氯代反应的选择性 只考虑氢原子的类型, 忽略烷烃结构的影响 氯代选择性(25oC): 3o H : 2o H : 1o H = 5.0 : 3.7 : 1 选择性:2o H : 1o H = 3.7 : 1 选择性:3o H : 1o H = 5 : 1 选择性:2o H : 1o H = 82 : 1 选择性:3o H : 1o H = 1600 : 1 溴代选择性(127oC): 3o H : 2o H : 1o H = 1600 : 82 : 1 溴代反应的选择性 问题:如何解释上述反应的

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