徐寿昌有机化学第2章 烷烃.ppt

2.2.2 烷 基 3） 多支链时：合并相同的取代基。用汉字一、二、三……表示取代基 的个数，用阿拉伯数字1,2,3……表示取代基的位次，按官能团大小次序(小的在前,大的在后)命名 ① 热裂化：5.0MPa,500 ～ 700℃,可提高汽油产量； ② 催化裂化：450 ～ 500℃，常压，硅酸铝催化，除断C ～ C键外还有异构化、环化、脱氢等反应，生成带有支链的烷、烯、芳烃，使汽油、柴油的产量、质量提高； ③ 深度裂化：温度高于700℃，又称为裂解反应，主要是提高烯烃（如乙烯）的产量。 乙烷的三种构象 5 、构象的稳定性分析 相邻两H间的von der waals排斥力 排斥力最大 排斥力最小 内能高 内能低 注：H 的von der waals 半径（1.2?） 乙烷不同构象的能量曲线图 1、旋转中须克服能垒——转动能 12.1kJ/mol 2、室温下，构象异构体处于迅速 转化的动态平衡中，不能分离 6、丁烷的构象 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 最稳定 最不稳定 2．5 烷烃的物理性质 1．物质的状态 室温下，C1～C4为气体，C5～C16为液体，C17以上是固体 2．熔点和沸点 （1）沸点——化合物的蒸汽压等于外压(0.1Mpa)时的温度 1）烷烃的b.p随分子量的↑而有规律地↑ 每增加一个CH2基，上升20-30℃ 2）在相同碳原子数的烷烃中，直链的沸点比带支链的高 bp. 36.1oC 25oC 9oC 原因：支链多的烷烃体积松散，分子间距离大，色散力小 （2）熔 点 （1）对同数碳原子的烷烃来说，结构对称的分子熔点高 烷烃的m.p亦随分子量的增加而有规律地增加 结构对称的分子在固体晶格中可紧密排列，分子间的色散力较大 （2）含偶数碳原子的正烷烃比奇数碳原子的熔点高 分子间距离紧凑，分子间力大，晶格能高 分子间距离松散，分子间力小，晶格能低 2．6 烷烃的化学性质 1、烷烃的化学惰性 化学性质取决于分子的结构 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 C H 电负性 2.5 2.2 在常温下，烷烃与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等都不易起反应， 所以烷烃在有机反应中常用来作溶剂 1）完全氧化（燃烧） 1、烷烃的氧化反应 2）部分氧化 C10～C20的脂肪酸可代替天然油脂制肥皂 汽油：C5～C12烷烃 柴油：C15～C18烷烃 2 异构反应 异构化反应——反应物转变成它的异构体的反应 烷烃的异构化反应碳骨架结构重新排列 3．裂化反应 烃在高温和无氧条件下的分解反应 反应实质：C—C、C—H断裂 现代石油化工最重要的基础反应 4．卤 代 反 应 卤代反应：烷烃在紫外光、热或催化剂的作用下，氢原子被卤素所取代的反应 甲烷的氯代反应 反应特点: （1）反应需光照或加热；（2）反应需要有一个引发过程 （3）有O2存在时反应延迟；（4）产物为混合物 1、甲烷氯代反应历程 反应经历了自由基活性中间体的自由基取代反应 产生氯游离基（自由基）非常活泼 链引发 ① 链增长（链传递） 产生甲基自由基 产生新的氯自由基 链增长③ 自由基定义：具有未配对电子的原子或原子团 链锁反应：由自由基引起的、连续循环进行的反应称自由基取代反应 链增长 链终止 链终止 随着反应的进行，氯气和甲烷的含量不断降低，自由基的含量相对增加， 自由基之间的碰撞机会也增加，产生了自由基之间的结合，形成稳定分子 导致反应的终止。 反应经历三个阶段：链引发、链增长、链终止 1、 链引发阶段反应底物吸收能量产生自由基（并且不消耗自由基） 2、链增长阶段在消耗一个自由基的同时产生另一个自由基，并产生取代物 3、链终止阶段自由基相互结合使反应终止 （只消耗自由基而不再产生自由基） 4、决定反应速度的步骤是 例：决定反应速度步骤(2) 过渡态 势能增加 势能降低 势能最高 2、甲烷氯代过程中的能量变化 放热反应较吸热反应容易进行 在化学反应中，反应物相互接近，总是先达到一势能最高点 （相应结构称为过渡态）然后再转变为产