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第二章第二章 烷烷 烃烃(Alkane)本本 章章 主主 要要 内内 容容1.烷烃定义与同分异构现象烷烃定义与同分异构现象2.烷烃系统命名法烷烃系统命名法3.烷烃结构及构象烷烃结构及构象(表示方法与稳定性表示方法与稳定性)4.烷烃化学性质烷烃化学性质(氧化、异构化、裂解、取代）氧化、异构化、裂解、取代）5.自由基稳定性与自由基反应历程自由基稳定性与自由基反应历程第1页 开链烃开链烃(链烃链烃)，又叫脂肪烃。，又叫脂肪烃。包含：烷烃包含：烷烃、烯烃、烯烃、二烯烃、二烯烃、炔烃等。、炔烃等。闭链烃闭链烃(环烃环烃).包含：脂环烃和芳香烃两类。包含：脂环烃和芳香烃两类。分子中只含有分子中只含有C、H两种元素有机化合物叫两种元素有机化合物叫 碳氢化合物，简称烃碳氢化合物，简称烃(hydrocarbon)。2.0 序言序言(一一)烃定义烃定义(二二)烃分类烃分类第2页(1)烷烃：烷烃：分子中除分子中除C-C单键相连外，其它价键都被氢单键相连外，其它价键都被氢原子所饱和碳氢化合物，也叫原子所饱和碳氢化合物，也叫饱和烃饱和烃。依依据据含含C原原子子数数目目依依次次叫叫甲甲烷烷,乙乙烷烷,丙丙烷烷,丁丁烷烷.名称名称 分子式分子式 结构式结构式 结构简式结构简式CH4CH3CH3甲烷甲烷 CH4乙烷乙烷 C2H6丙烷丙烷 C3H8CH3CH2CH3丁烷丁烷 C4H10CH3(CH2)2CH32.1 烷烃通式烷烃通式,同系列和结构异构同系列和结构异构第3页(2)烷烃通式烷烃通式 直直链链烷烷烃烃分分子子中中，n个个-CH2-基基团团（亚亚甲甲基基）连连成成碳碳链链，碳碳链链两两端端再再连连有有两两个个氢氢原原子子，所所以以直直链链烷烷烃烃通式可写为通式可写为:H-(-CH2-)n-H 或：或：CnH2n+2 (3)烷烃结构异构烷烃结构异构 结构异构结构异构:分子式相同分子式相同,但分子中各原子相连方式但分子中各原子相连方式和次序不一样化合物和次序不一样化合物,互称为结构异构体。互称为结构异构体。CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3比如：比如：碳架异构碳架异构第4页 烷烃分子从丁烷开始出现结构异构烷烃分子从丁烷开始出现结构异构.结构异构体之间结构异构体之间是不一样化合物是不一样化合物,物理性质及化学性质不一样物理性质及化学性质不一样.乙烷可看成甲烷上一个乙烷可看成甲烷上一个H被甲基被甲基-CH3取代取代.丙烷可看成乙烷上一个丙烷可看成乙烷上一个H被甲基被甲基-CH3取代取代.丁烷可看成丙烷上一个丁烷可看成丙烷上一个H被甲基被甲基-CH3 取代：取代：第5页 戊戊烷烷可可看看成成是是正正丁丁烷烷和和异异丁丁烷烷上上一一个个H被被-CH3取取代代产物产物:(正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体正戊烷、异戊烷、新戊烷互为同分异构体).伴随碳原子数增加伴随碳原子数增加,烷烃结构异构体数目也越多烷烃结构异构体数目也越多.第6页 烷烃通式烷烃通式 CnH2n+2,直链烷烃直链烷烃通式可写为通式可写为:H-(-CH2-)n-H同同系系物物在在组组成成上上相相差差一一个个或或多多个个 CH2,且且结结构构和和性性 质质相相同同一一系系列列化化合合物物称称为为同同系系列列.同同系系列列中中各各化化合合物物互称互称同系物同系物.系差系差同系列相邻两个分子差值同系列相邻两个分子差值 CH2 称为系差称为系差.（表表2-1中化合物都是烷烃同系列中同系物中化合物都是烷烃同系列中同系物）(4)同系物与系差同系物与系差第7页伯碳原子伯碳原子(第一碳原子第一碳原子),用用“1”表示；表示；仲碳原子仲碳原子(第二碳原子第二碳原子),用用“2”表示；表示；叔碳原子叔碳原子(第三碳原子第三碳原子),用用“3”表示；表示；季碳原子季碳原子(第四碳原子第四碳原子),用用“4”表示。表示。例例1：(5)烷烃中碳原子及氢原子分类烷烃中碳原子及氢原子分类 其中，与伯、仲、叔碳原子相连其中，与伯、仲、叔碳原子相连H原子分别原子分别称为伯、仲、叔称为伯、仲、叔H原子原子第8页伯碳原子伯碳原子(第一碳原子；第一碳原子；primary)仲碳原子仲碳原子(第二碳原子；第二碳原子；secondary)叔叔碳原子碳原子(第三碳原子；第三碳原子；tertiary)季碳原子季碳原子(quaternary)例例2:英文表示英文表示:第9页 烷基：烷基：烷烃去掉一个氢原子后原子团烷烃去掉一个氢原子后原子团.用用R-，或或CnH2n+1-表表示示 所以，烷烃也可用通式所以，烷烃也可用通式RH表示表示.伯烷基伯烷基:直链烷烃去掉一个末端氢原子后原子团直链烷烃去掉一个末端氢原子后原子团.用用“正正”或或n-代表代表.甲基甲基(CH3-);乙基乙基(CH3CH2-);正丙基正丙基(CH3CH2CH2-)仲烷基仲烷基:烷烃去掉一个仲氢原子所得烷基烷烃去掉一个仲氢原子所得烷基.用用“仲仲”或或sec-表示表示.(6)烷基命名烷基命名仲丁基 sec-丁基第10页叔烷基：叔烷基：烷烃烷烃去掉一个叔氢原子所得烷基去掉一个叔氢原子所得烷基.用用“叔叔”或或“t-”表示表示.叔丁基叔丁基 t-丁基丁基叔戊基叔戊基 t-戊基戊基异烷基：异烷基：（n0）型烷基。）型烷基。用用“异异”或或“iso-”表示。表示。异丙基异丙基异丁基异丁基异戊基异戊基新戊基：新戊基：伯、仲、叔系列正、异、新系列第11页 Me甲基；甲基；Methane Ar芳基芳基 Et乙基；乙基；Ethane Ph苯基苯基 Pr丙基；丙基；Propane Ac乙酰基乙酰基 i-Pr异丙基；异丙基；R烷基烷基 n-Bu正丁基正丁基 Butane t-Bu叔丁基（三级丁基）叔丁基（三级丁基）惯用烷基等基团英文简写：惯用烷基等基团英文简写：normal正;isomer异;primary伯;secondary仲;tertiary叔 写出以下基团结构式写出以下基团结构式:a.正丁基正丁基 b.异丁基异丁基 c.仲丁基仲丁基 d.叔丁基叔丁基第12页 直链烷烃直链烷烃:依据碳原子数命名：甲烷依据碳原子数命名：甲烷,乙烷乙烷,丙烷丙烷.支链烷支链烷烃烃:（异构体）（异构体）2.2 烷烃命名烷烃命名一一.习惯命名法习惯命名法正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷第13页 H H CH3 CH3-C-CH3 CH3-C-CH2CH3 CH3-C-CH3 CH3 CH3 CH3 异丁烷异丁烷 异戊烷异戊烷 新戊烷新戊烷 三甲基三甲基甲烷甲烷 二甲基乙基二甲基乙基甲烷甲烷 四甲基四甲基甲烷甲烷 (1)直链烷烃按碳原子数命名直链烷烃按碳原子数命名 10以内：用天干：甲乙丙丁戊己庚辛壬以内：用天干：甲乙丙丁戊己庚辛壬癸癸.10以上：用汉字数字：十一以上：用汉字数字：十一.烷烷.二、衍生物命名法二、衍生物命名法(烷烃可看成甲烷衍生物烷烃可看成甲烷衍生物)三三.系统命名法系统命名法(IUPAC)第14页 第一步第一步选择主链选择主链:把把结结构构式式中中连连续续最最长长碳碳链链作作为为母母体体,以以最最长长碳碳链链碳碳原原子子数数目目称称为为某某烷烷;若若最最长长碳碳链链不不止止一一条条,选选择择其其中中含含较多支链较多支链为主链为主链.最长连续碳链最长连续碳链有八个碳原子有八个碳原子,该化合物母体名称为该化合物母体名称为辛烷辛烷例例1:(2)带有支链烷烃系统命名带有支链烷烃系统命名 第15页六个碳主链上有四个取代基六个碳主链上有四个取代基 六个碳主链上有两个取代基六个碳主链上有两个取代基例例2:正确主链正确主链不正确不正确第16页 从从最最靠靠近近取取代代基基一一端端开开始始将将主主链链碳碳原原子子用用阿阿拉伯数字拉伯数字1,2,3.编号编号.(使取代基位次最小使取代基位次最小)编号正确编号正确 编号不正确编号不正确第二步第二步-给带有支链烷烃给带有支链烷烃编号编号:第17页第一个取代基位置相同时，从结构简单取代基开第一个取代基位置相同时，从结构简单取代基开始编号始编号(次序规则）：次序规则）：CH3CH2CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH2CH3 3-3-甲基甲基-5-5-乙基庚烷乙基庚烷多取代基时，编号时应使取代基位次加和值最小多取代基时，编号时应使取代基位次加和值最小（最低系列标准）：（最低系列标准）：CH3CHCH2CHCH2CH2CHCH3 CH3 CH3 CH3 2,4,7-2,4,7-三甲基辛烷三甲基辛烷11第18页a:用阿拉伯数字在取代基名称前标明位次用阿拉伯数字在取代基名称前标明位次:2-甲基甲基.b:有不一样取代基时，按有不一样取代基时，按次序规则，次序规则，简单放在前面，简单放在前面，复杂放在后面复杂放在后面.c:相同取代基合并相同取代基合并.取代基数目用二，三取代基数目用二，三.表示表示;位次数字之间用逗号位次数字之间用逗号“,”隔开隔开;位次与基名之间用位次与基名之间用 短线短线“-”相隔相隔;最终一个基名和母体名称直接相连。最终一个基名和母体名称直接相连。第三步第三步-命名取代基命名取代基第19页取代基取代基:3-甲基甲基 5-乙基乙基取代基取代基:2,5-二甲基二甲基 3,4-二乙基二乙基取代基位次取代基位次取代基名称取代基名称取代基数目取代基数目比如比如:第20页例例1:CH2CH3CH3CHCH2CHCH2CH3 3-甲基甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷 CH2CH2CH3 (注意编号注意编号)例例2:CH3CH2CH-CHCH2CH3 CH3-CH CHCH3 2,5-二甲基二甲基-3,4-二乙基己烷二乙基己烷 CH3 CH3 (注意主链注意主链)11第21页 CH3CH-CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH3 CH2 CH-CH3 CH3 请同学们给出下面烷烃系统名称请同学们给出下面烷烃系统名称.2,3-二二甲基甲基-5-异丁基庚烷异丁基庚烷 (不是最长碳链不是最长碳链,取代基不是最多取代基不是最多)2,3-二二甲基甲基-5-乙基乙基-7-甲基辛烷甲基辛烷 (取代基未合并取代基未合并)2,6,7-三甲基三甲基-4-乙基辛烷乙基辛烷 (取代基位次和不是最小取代基位次和不是最小)5-乙基乙基-2,3,7-三甲基辛烷三甲基辛烷 (不符合次序规则不符合次序规则)2-甲基甲基-4-乙基乙基-6-异丙基辛烷异丙基辛烷 (不是最长碳链不是最长碳链,取代基不是最多取代基不是最多)2,3,7-3甲基甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷 (合并取代基未用汉字二合并取代基未用汉字二,三三,四等标示四等标示)2,3,7-三甲基三甲基-5-乙基辛烷乙基辛烷 (正确名称正确名称)第22页2.3.1 甲烷结构和甲烷结构和sp3杂化轨道杂化轨道球棒模型球棒模型Stuart模型模型2.3 烷烃结构烷烃结构第23页sp3杂化轨道杂化轨道一个一个s轨道与三个轨道与三个p轨道形成四个轨道形成四个sp3杂化轨道杂化轨道不对称性不对称性第24页 成成键键电电子子云云围围绕绕键键轴轴呈呈圆圆柱柱形形对对称称分分布布键键均均称称为为 键键;以以 键键相相连连两两个个原原子子能能够够相相对对旋旋转转而而不影响电子云分布不影响电子云分布;键结合牢靠键结合牢靠.甲烷四个甲烷四个C-H 键及键及 键特点键特点:键键第25页乙烷分子中乙烷分子中C-CC-C 键键(C-HC-H 键用直线表示键用直线表示)2.3.2 其它烷烃结构其它烷烃结构乙烷乙烷C-C 键：键：Stuart模型模型球棒模型球棒模型乙烷结构乙烷结构6个个C-H 键键1个个C-C 键键第26页经测定，除乙烷外，其它烷烃分子碳链并不排布在一条经测定，除乙烷外，其它烷烃分子碳链并不排布在一条直线上，而是直线上，而是波折波折地排布在空间。这是烷烃碳原子四面地排布在空间。这是烷烃碳原子四面体结构所决定。如体结构所决定。如丁烷丁烷结构：结构：烷烷烃烃分分子子中中各各原原子子之之间间都都以以键键相相连连接接，所所以以两两个个碳碳原原子子能能够够围围绕绕键键键键轴轴相相对对旋旋转转，形形成成了了不不一一样样空空间间排排布布。在在室室温温下下烷烃（液态）各种不一样排布方式在不停地相互转变。烷烃（液态）各种不一样排布方式在不停地相互转变。球棒模型球棒模型第27页 键键线线式式:只只写写出出锯锯齿齿形形骨骨架架,用用锯锯齿齿形形线线角角(120)及及其其端端点点代代表表碳碳原原子子,不不写写出出每每个个碳碳上上所所连连氢氢原原子子.但但除碳原子外其它原子除碳原子外其它原子(团团)必须写出必须写出.烷烃分子结构书写：烷烃分子结构书写：键线式键线式(结构式与结构简式结构式与结构简式):键线式键线式结构简式结构简式系统名称系统名称第28页2.4.1 乙烷构象乙烷构象(1)球棒模型球棒模型 乙烷乙烷交叉式构象交叉式构象(球棒模型一球棒模型一)2.4 烷烃构象烷烃构象 构象概念构象概念:分子经过单键旋转而引发分子中各原分子经过单键旋转而引发分子中各原子在空间相对位置不一样子在空间相对位置不一样(即排列方式不一样即排列方式不一样)现象现象.第29页乙烷乙烷重合式构象重合式构象(球棒模型二球棒模型二):重合式、交叉式构象比较重合式、交叉式构象比较氢原子间距不一氢原子间距不一样样第30页(3)纽曼投影式（从键轴延长线观察）纽曼投影式（从键轴延长线观察）重合式构象重合式构象 交叉式构象交叉式构象 重合式构象重合式构象 交叉式构象交叉式构象(2)透视式（从斜侧面观察）透视式（从斜侧面观察）构象表构象表示法示法第31页结构、构型与构象区分结构、构型与构象区分 结构结构（constitution）：）：组成份子各原子间连接次序；组成份子各原子间连接次序；构型构型（configuration）：）：一定结构分子中，原子和基团在空间排布；一定结构分子中，原子和基团在空间排布；构象构象（conformation）：）：一定构型分子中，因为单键旋转而造成原子和基团一定构型分子中，因为单键旋转而造成原子和基团在空间不一样排布。在空间不一样排布。构型是固定，而构象普通是瞬间。构型改变须破坏构型是固定，而构象普通是瞬间。构型改变须破坏化学键，而构象改变则不会发生键断裂。化学键，而构象改变则不会发生键断裂。第32页乙烷分子各种构象能量曲线：交叉式稳定乙烷分子各种构象能量曲线：交叉式稳定12.6kJ/mol重合式重合式交叉式交叉式交叉式第33页丁烷结构（模型）丁烷结构（模型）2.4.2丁烷构象丁烷构象键线式键线式Stuart模型模型结构式结构式第34页丁烷构象（看成乙烷两个端氢被甲基取代）丁烷构象（看成乙烷两个端氢被甲基取代）第35页丁烷丁烷C(2)-C(3)键旋转引发各构象能量改变键旋转引发各构象能量改变第36页丁烷丁烷C(2)-C(3)键旋转引发各构象能量改变键旋转引发各构象能量改变对位交叉式最稳定；全重合式最不稳定对位交叉式最稳定；全重合式最不稳定第37页2.5 烷烃物理性质烷烃物理性质(1)沸点沸点（直链烷烃）（直链烷烃）直链烷烃直链烷烃 伴随烷烃相对分子量增加，分子间伴随烷烃相对分子量增加，分子间 作用力也增加，其沸点也对应增高。作用力也增加，其沸点也对应增高。分子间作用力分子间作用力【氢键和氢键和van der waals力（偶极力（偶极-偶极偶极作用、色散力）作用、色散力）】影响物质沸点、熔点及溶解度等物理影响物质沸点、熔点及溶解度等物理性质。性质。第38页支链烷烃：支链烷烃：同碳数同碳数烷烃结构异构体中，分子烷烃结构异构体中，分子 支链越多，则沸点越低支链越多，则沸点越低。同同数数碳碳原原子子结结构构异异构构体体中中支支链链增增多多，则则单单分分子子趋趋向向球球形形，使使分分子子间间不不能能像像正正烷烷烃烃那那样样靠靠近近，分分子子间间作作用用力力也也就就减减弱弱，所所以以在在较较低低温温度度下下，就就能能够够克克服服分分子子间间引力而沸腾。引力而沸腾。比如：比如：正丁烷沸点：正丁烷沸点：-0.5 异异丁烷沸点：丁烷沸点：-11.7第39页 烷烃熔点基本上随分子量增加而增加。（奇数和偶数碳）烷烃熔点基本上随分子量增加而增加。（奇数和偶数碳）烷烃熔点改变：是因为晶体分子间作用力不但取决于分烷烃熔点改变：是因为晶体分子间作用力不但取决于分 子大小，也取决于他们在晶格中排列：子大小，也取决于他们在晶格中排列：分子分子对称性对称性增加，增加，它们在晶格中排列越紧密，熔点也越高。它们在晶格中排列越紧密，熔点也越高。(正戊烷正戊烷-129.8 ；异戊烷；异戊烷-159.9；新戊烷；新戊烷-16.8)直链烷烃熔点与分子中所含碳原子数目标关系直链烷烃熔点与分子中所含碳原子数目标关系(2)熔点熔点第40页(3)相对密度相对密度:伴伴随随相相对对分分子子量量增增加加而而有有所所增增加加,最最终终靠靠近近0.8左左右右.分分子子间间作作用用力力伴伴随随分分子子质质量量增增加加而而增增加加，使使分分子间距离相对地降低缘故。子间距离相对地降低缘故。(4)溶解度溶解度:烷烷烃烃不不溶溶于于水水，而而易易溶溶于于四四氯氯化化碳碳等等有有机机溶溶剂剂结构相同者相溶结构相同者相溶(相同相溶原理：烃基与官能团相同相溶原理：烃基与官能团).正丁醇（正丁醇（CH3CH2CH2CH2OH)沸点（沸点（117.3）比其同分异）比其同分异构体构体-乙醚乙醚(CH3CH2OCH2CH3)沸点（沸点（34.5）高很多，但它）高很多，但它们在水中溶解度几乎相同们在水中溶解度几乎相同(8g/100mL).为何？为何？（兰州大学试题）（兰州大学试题）第41页 烷烃为不活泼有机物。烷烃为不活泼有机物。在空气中燃烧在空气中燃烧,放热放热:CH4+2O2 CO2+2H2O =-881kJ/mol CH3CH3+7O2 4CO2+6H2O =-1538kJ/mol CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3-CH-CH3 20%80%AlBr3+HBr,272.6 烷烃化学性质烷烃化学性质2.6.1 氧化反应氧化反应2.6.2 异构化反应异构化反应放热放热第42页裂化裂化高温下烷烃分子发生裂解产生小分子过程高温下烷烃分子发生裂解产生小分子过程.CH3CH2CH2CH3混合物混合物(较低级较低级烯，烷，烯，烷，H2)热裂化反应热裂化反应在在5MPa及及500600下进行裂化反应下进行裂化反应.催化裂化催化裂化在催化剂存在下裂化在催化剂存在下裂化.碳链断裂同时碳链断裂同时 伴有异构化，环化，脱氢等反应，生成伴有异构化，环化，脱氢等反应，生成 含支链烷烃，烯烃和芳香烃等。含支链烷烃，烯烃和芳香烃等。裂解裂解在更高温度下（在更高温度下（700）进行深度裂化得到）进行深度裂化得到 更多低级烯烃（乙烯，丙烯，丁烯等）。更多低级烯烃（乙烯，丙烯，丁烯等）。2.6.3 裂化反应裂化反应炼油厂（石化企业）主体工作炼油厂（石化企业）主体工作第43页 CH4+Cl2 CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4(2)其它烷烃氯代反应其它烷烃氯代反应 Cl CH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl +CH3CHCH3 正丙基氯正丙基氯43%异丙基氯异丙基氯57%设设:伯氢原子伯氢原子活泼性为活泼性为1,仲氢原子仲氢原子相对活泼性为相对活泼性为x:57/43=2x/6 x=4Cl2 光光25,CCl4丙烷氯代反应丙烷氯代反应:伯伯,仲仲,叔氢原子反应活性叔氢原子反应活性2.6.4 取代反应取代反应(1)甲烷氯代反应甲烷氯代反应(自由基取代自由基取代)第44页 CH3 CH3 CH3CH3CH +Cl2 CH3-C-Cl +CH3-CH CH3 CH3 CH2Cl 叔丁基氯叔丁基氯36%异丁基氯异丁基氯64%设设y为叔氢原子为叔氢原子相对活泼性相对活泼性则则:36/64=y/9 y=5.06则在则在室温下室温下伯伯,仲仲,叔氢原子反应活性为叔氢原子反应活性为1:4:5.异丁烷氯代反应异丁烷氯代反应:烷烃氯化产物复杂，普通不用氯代来制备卤代烃烷烃氯化产物复杂，普通不用氯代来制备卤代烃.第45页光光127 CH3 CH3 CH3CH3-CH CH3+Br2 CH3-C-Br +CH3-CHCH2Br CH3 99%(3)烷烃与其它卤素取代反应烷烃与其它卤素取代反应伯伯,仲仲,叔氢原子反应活性叔氢原子反应活性:1:82:1600.溴更含有选择性溴更含有选择性.产物单一，可用溴代产物单一，可用溴代来制备卤代烃来制备卤代烃烷烃与碘作用得不到碘代烷烷烃与碘作用得不到碘代烷.与氟反应猛烈与氟反应猛烈,不易控制不易控制,会引发爆炸会引发爆炸.痕量痕量第46页光光光光为何以下反应得到以下主要产物？为何以下反应得到以下主要产物？例题例题1例题例题2Why?第47页 Cl Cl+能量能量 Cl+Cl(氯自由基氯自由基)Cl+H CH3 HCl+CH3 (甲基自由基甲基自由基)CH3+Cl2 CH3Cl+Cl .Cl+Cl Cl2 CH3+CH3 CH3CH3 Cl+CH3 CH3Cl .链引发：链引发：链增加链增加:链终止链终止:2.7 甲烷氯代反应历程（自由基反应）甲烷氯代反应历程（自由基反应）第48页反应热反应热反应物与产物之间能量差反应物与产物之间能量差(H)。H为负值表示放热。用键离解能估算。为负值表示放热。用键离解能估算。CH3-H+Cl-Cl CH3-Cl+H-Cl 435 243 349 431 678 780 H=678-780=-102 kI/mol CH3-H+Br-Br CH3-Br+H-Br 435 192 293 366 627 659 H=627-659=-32 kI/mol说明说明:比较比较反应热反应热,溴代反应比氯代反应慢溴代反应比氯代反应慢.反应热、活化能和过渡态反应热、活化能和过渡态2.8 甲烷氯代反应过程能量改变甲烷氯代反应过程能量改变第49页 链引发：链引发：Cl-Cl 2Cl 243 H=+243 kJ/mol 链增加：链增加：Cl+H-CH3 H-Cl+CH3 435 431 H=+4 kJ/mol E活化活化=17 kJ/mol CH3+Cl-Cl CH3-Cl+Cl 243 349 H=-106 kJ/mol E活化活化=4 kJ/mol活化能活化能-过渡态与反应物之间能量差是形成过渡态过渡态与反应物之间能量差是形成过渡态 所必须最低能量所必须最低能量,也是使该反应进行所需也是使该反应进行所需 最低能量最低能量,叫活化能叫活化能.过渡态：过渡态：只有能量较高反应物粒子发生有效碰撞只有能量较高反应物粒子发生有效碰撞 （形成过渡态）时，才能克服粒子间范德华（形成过渡态）时，才能克服粒子间范德华 斥力发生反应斥力发生反应.第50页本步本步反应能量改变反应能量改变过渡态过渡态 H=4 kI/mol；吸热步骤吸热步骤-速度慢速度慢第51页CH3+Cl-Cl CH3ClCl CH3-Cl+Cl H=-106 kI/mol能量改变能量改变110 kJ/mol放热步骤放热步骤-速度较快速度较快第52页 X2 2X (光或热光或热)X+RH HX+R R+X2 RX+X .X +X X2 R+X RX R +R R-R链引发：链引发：链增加链增加:链终止链终止:2.9 普通烷烃卤代反应历程普通烷烃卤代反应历程第54页 从从丙丙烷烷开开始始，一一氯氯代代产产物物就就不不止止一一个个，氯氯自自由由基基能能够够分分别别夺夺取取伯伯、仲仲、叔叔氢氢原原子子，形形成成伯伯、仲仲、叔叔烷烷基基自自由由基，深入可生成不一样一氯代产物基，深入可生成不一样一氯代产物.从各键离解能来看从各键离解能来看:形成各烷基自由基所需能量形成各烷基自由基所需能量:CH3-H CH3 +H D=435kJ/mol CH3CH2CH2-H CH3CH2CH2 +H D=410kJ/mol CH3-CH-H CH3-CH +H D=395kJ/mol CH3 CH3 CH3 CH3 CH3-C-H CH3-C +H D=380kJ/mol CH3 CH3 2.10 烷基自由基稳定性烷基自由基稳定性第55页从各键离解能来看从各键离解能来看,形成各烷基自由基所需能量形成各烷基自由基所需能量:CH3 1 R 2 R 3 R 伯烷基自由基伯烷基自由基 仲烷基自由基仲烷基自由基 叔烷基自由基叔烷基自由基 3 R 2 R 1 R CH3 -越稳定自由基越易生成（需要能量低）越稳定自由基越易生成（需要能量低）.(即氢被夺取轻易程度即氢被夺取轻易程度)3 H 2 H 1 H烷基自由基稳定次序烷基自由基稳定次序:伯伯,仲仲,叔氢原子活泼性叔氢原子活泼性:Page 40:exercise 14?第56页石油炼制产品组成及组份用途表石油炼制产品组成及组份用途表产品组份沸程用途 产品组份沸程用途石油气石油气C1-C4 350制药制药涂料涂料溶剂油溶剂油C9-C11150200溶剂溶剂石蜡石蜡C20-C24日化日化航空航空煤油煤油C10-C15145245燃料燃料重油重油锅炉锅炉燃料燃料煤煤 油油C11-C16160310燃料燃料沥青沥青材料材料2.11 烷烃天然起源与应用烷烃天然起源与应用(1)石油石油(分馏产物，包含烷烃、环烷烃和少许芳烃）分馏产物，包含烷烃、环烷烃和少许芳烃）第57页(2)天然气 干天然气-甲烷86%99%(体积)湿天然气-60%70%甲烷及少许其它低级烷烃。(3)油田气-低级烷烃，如甲、乙、丙、丁、戊烷等;(4)煤层气，沼气-甲烷等;(5)甲烷冰【可燃冰；甲烷气水包合物（Methane clathrate）】二十一世纪是海洋世纪。迄今为止已探明海底“可燃冰”储量相当于全球传统化石能源（煤、石油、天然气、油页岩等）储量两倍以上。科学家预计，海底“可燃冰”储量最少够人类使用10。第58页应用实例应用实例2：N-十二烷基吡咯烷酮十二烷基吡咯烷酮 1.名称：N-十二烷基吡咯烷酮2.分子式：C16H31NOCAS2687-96-93.结构式：4.性状：无色透明液体5.用途：高效、安全、无毒皮肤渗透剂、促进剂，表面活性剂、有机合成溶剂。用于医药、兽药、农药、化装品等。-CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3利用长链烷基利用长链烷基亲脂性亲脂性第59页本章小结烷烃通式烷烃通式CnH2n+2,烷基结构及表示法烷基结构及表示法.同分异构同分异构,结构异构结构异构,立体异构区分及联络立体异构区分及联络.烷烃命名烷烃命名(习惯命名法习惯命名法、系统命名法系统命名法).烷烃结构烷烃结构(甲烷四面体构型甲烷四面体构型;乙烷及丁烷构象乙烷及丁烷构象;透视式与投影式透视式与投影式)烷烃化学性质烷烃化学性质(氧化氧化,异构化异构化,裂解裂解,卤代卤代).过渡态理论过渡态理论(活化能与反应热活化能与反应热);自由基取代反自由基取代反应历程应历程(链引发链引发、链增加链增加、链终止链终止);烷基自由烷基自由基稳定性与伯仲叔氢反应活性基稳定性与伯仲叔氢反应活性.第60页
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