1、 烃(烃(hydrocarbon)的种类的种类烃烃 类类链烃链烃环烃环烃饱和烃(烷烃)饱和烃(烷烃)不饱和烃不饱和烃烯烃烯烃炔烃炔烃脂环烃脂环烃芳环烃芳环烃第一节第一节 烷烷 烃烃Alkane一、烷烃的结构特点一、烷烃的结构特点 CH键的形成键的形成 CC键的形成键的形成“头碰头、轴对称、可旋转、较牢固头碰头、轴对称、可旋转、较牢固”甲烷甲烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷戊烷戊烷二、同系列和通式二、同系列和通式“同系列差同系列差”CH2“同系列同系列”(homologous)“同系物同系物”(homolog)开链烷烃的通式:开链烷烃的通式:三、同分异构现象三、同分异构现象(一)构造异构(一)构造异构
2、伯伯仲仲叔叔季季l l 碳原子的四种类型碳原子的四种类型碳原子的四种类型碳原子的四种类型1 1 C C(伯碳,一级碳)(伯碳,一级碳)(伯碳,一级碳)(伯碳,一级碳)primary carbonprimary carbon2 2 C C(仲碳,二级碳)(仲碳,二级碳)(仲碳,二级碳)(仲碳,二级碳)secondary carbonsecondary carbontertiary carbontertiary carbon3 3 C C (叔碳,三级碳)(叔碳,三级碳)(叔碳,三级碳)(叔碳,三级碳)4 4 C C (季碳,四级碳)(季碳,四级碳)(季碳,四级碳)(季碳,四级碳)quaterna
3、ry carbonquaternary carbon1 1 H H(伯氢)(伯氢)(伯氢)(伯氢)2 2 H H(仲氢仲氢仲氢仲氢)3 3 H H(叔氢)叔氢)叔氢)叔氢)二种类型二种类型二种类型二种类型 2 2 C C 二种类型二种类型二种类型二种类型 1 1 C C 二种类型二种类型二种类型二种类型 1 1 C C 分析下列化合物所含碳原子种类分析下列化合物所含碳原子种类分析下列化合物所含碳原子种类分析下列化合物所含碳原子种类 碳原子种类的碳原子种类的碳原子种类的碳原子种类的扩展扩展扩展扩展1 1 自由基自由基自由基自由基(伯自由基)(伯自由基)(伯自由基)(伯自由基)2 2 自由基自由基
4、自由基自由基(仲自由基)(仲自由基)(仲自由基)(仲自由基)3 3 自由基自由基自由基自由基(叔自由基)(叔自由基)(叔自由基)(叔自由基)1 1 碳负离子碳负离子碳负离子碳负离子(伯碳负离子)(伯碳负离子)(伯碳负离子)(伯碳负离子)3 3 碳正离子碳正离子碳正离子碳正离子(伯碳正离子)(伯碳正离子)(伯碳正离子)(伯碳正离子)(二)构象异构(二)构象异构 交叉式交叉式 重叠式重叠式透透视视式式纽纽曼曼投投影影式式 1、乙烷的构象异构、乙烷的构象异构l l 乙烷构象转换与势能关系图乙烷构象转换与势能关系图乙烷构象转换与势能关系图乙烷构象转换与势能关系图旋转中须克服能垒旋转中须克服能垒扭转张力
5、扭转张力 电子云排斥电子云排斥 相邻相邻两两H间的间的von der waals排排斥力斥力一般情况下一般情况下(T-250oC):单个乙烷分子:绝大部分时间单个乙烷分子:绝大部分时间在稳定构象式上。在稳定构象式上。一群乙烷分子:某一时刻,绝一群乙烷分子:某一时刻,绝大多数分子在稳定的构象式上。大多数分子在稳定的构象式上。2、正丁烷构象异构体、正丁烷构象异构体对位交叉式对位交叉式(最稳定)(最稳定)部分重叠式部分重叠式(较不稳定)(较不稳定)邻位交叉式邻位交叉式(较稳定)(较稳定)全重叠式全重叠式(最不稳定)(最不稳定)l l 丁烷构象转换与势能关系图丁烷构象转换与势能关系图丁烷构象转换与势能
6、关系图丁烷构象转换与势能关系图 四、烷烃的命名四、烷烃的命名(一)普通命名法(一)普通命名法中文名中文名中文名中文名英文名英文名英文名英文名甲烷甲烷甲烷甲烷乙烷乙烷乙烷乙烷丙烷丙烷丙烷丙烷methanemethaneethaneethanepropanepropane 碳原子数目碳原子数目碳原子数目碳原子数目 +烷烷烷烷 英文命名用词尾英文命名用词尾英文命名用词尾英文命名用词尾-aneane表示烷烃表示烷烃表示烷烃表示烷烃 碳原子数为碳原子数为碳原子数为碳原子数为110110用天干用天干用天干用天干(甲、乙、丙、(甲、乙、丙、(甲、乙、丙、(甲、乙、丙、壬、壬、壬、壬、癸)表示癸)表示癸)表示
7、癸)表示C1C2C3练习:练习:1、写出正庚烷、异庚烷、新庚烷的结构式。、写出正庚烷、异庚烷、新庚烷的结构式。2、写出正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、写出正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基 及新戊基的结构式。及新戊基的结构式。C6正正正正己烷己烷己烷己烷异异异异己烷己烷己烷己烷新新新新己烷己烷己烷己烷n-hexanen-hexaneisohexaneisohexaneneohexaneneohexane中文名中文名中文名中文名英文名英文名英文名英文名如何命名?如何命名?如何命名?如何命名?l l 取代基(烷基):取代基(烷基):取代基(烷基):取代基(烷基):烷烃烷烃烷烃烷烃去掉一个氢原子去掉一个
8、氢原子去掉一个氢原子去掉一个氢原子后留下的原子团后留下的原子团后留下的原子团后留下的原子团烷烃烷烃烷烃烷烃烷基烷基烷基烷基(二)系统命名法(二)系统命名法普通命名法:异丁烷普通命名法:异丁烷普通命名法:异丁烷普通命名法:异丁烷IUPAC命名法:命名法:2-甲基丙烷甲基丙烷基本方法:基本方法:基本方法:基本方法:选定一条最长链作为主链(以普通命名法命名)选定一条最长链作为主链(以普通命名法命名)选定一条最长链作为主链(以普通命名法命名)选定一条最长链作为主链(以普通命名法命名)其它支链作为主链上的其它支链作为主链上的其它支链作为主链上的其它支链作为主链上的取代基取代基取代基取代基。l l 主链的
9、选择和取代基位置编号主链的选择和取代基位置编号主链的选择和取代基位置编号主链的选择和取代基位置编号最长链为主链最长链为主链取代基编号数最小取代基编号数最小取代基最多的链为主链取代基最多的链为主链小基团排在前面(英文小基团排在前面(英文以字母顺序排列)以字母顺序排列)不同基团编号相不同基团编号相同时,使小取代基同时,使小取代基编号最小编号最小相同取代基合并用相同取代基合并用大大写写数字表示(数字表示(英文表英文表示基团数目用词头示基团数目用词头 di,tri,tetra,penta,hexa 表示)表示)用用“,”隔隔开开l l 含支链的取代基的命名含支链的取代基的命名含支链的取代基的命名含支链
10、的取代基的命名仲丁基仲丁基仲丁基仲丁基2 2-丁基丁基丁基丁基1 1-甲基丙基甲基丙基甲基丙基甲基丙基 2,72,7-二甲基二甲基二甲基二甲基-4 4-仲丁基仲丁基仲丁基仲丁基辛烷辛烷辛烷辛烷 2,72,7-二甲基二甲基二甲基二甲基-4 4-(2(2-丁基丁基丁基丁基)辛烷辛烷辛烷辛烷2,72,7-二甲基二甲基二甲基二甲基-4 4-(1(1-甲基丙基甲基丙基甲基丙基甲基丙基)辛烷辛烷辛烷辛烷这样选取主链及这样选取主链及编号是否合适?编号是否合适?3甲基己烷甲基己烷不称不称 4甲基己烷甲基己烷 2,4,7三甲基辛烷三甲基辛烷不称不称 2,5,7 三甲基辛烷三甲基辛烷课堂练习:课堂练习:2甲基甲基
11、3乙基戊烷乙基戊烷 不称不称 3异丙基戊烷异丙基戊烷3甲基甲基6(1,1 二甲基丙基)癸烷二甲基丙基)癸烷213 五、烷烃的物理性质五、烷烃的物理性质(一)物理状态(一)物理状态(physical sdale)(二)正烷烃的沸点(二)正烷烃的沸点(boiling point)(三)正烷烃的熔点(三)正烷烃的熔点(melting point)(四)密度(四)密度(density)(五)溶解度(五)溶解度(solubility)六、烷烃的化学性质六、烷烃的化学性质(一)稳定性(一)稳定性(二)卤代反应(二)卤代反应(halogenation)卤代反应一般多指氯代和溴代卤代反应一般多指氯代和溴代甲烷
12、的氯代反应机理甲烷的氯代反应机理1、链引发、链引发2、链增长、链增长3、链终止、链终止烷基自由基的稳定性比较:烷基自由基的稳定性比较:叔碳自由基仲碳自由基伯碳自由基叔碳自由基仲碳自由基伯碳自由基CH3各级氢原子的反应活性比较:各级氢原子的反应活性比较:叔氢原子仲氢原子伯氢原子叔氢原子仲氢原子伯氢原子 CH3H氢原子的相对反应活性:氢原子的相对反应活性:氯代反应:氯代反应:30H 20H 10H=5 3.8 1溴代反应:溴代反应:30H 20H 10H=1600 82 11-卤代烷卤代烷2-卤代烷卤代烷3-卤代烷卤代烷10H总数总数 10H的相对活性的相对活性20H总数总数 20H的相对活性的相
13、对活性30H总数总数 30H的相对活性的相对活性 A B C(各卤烃份数之比)各卤烃份数之比)1-卤代烷()卤代烷()AABC100各种卤代烃的收率计算方法各种卤代烃的收率计算方法 第二节第二节 环烷烃环烷烃Cycloalkane环环 烷烷 烃烃单环环烷烃单环环烷烃多环环烷烃多环环烷烃桥环桥环螺环螺环一、分类一、分类与单烯烃是异构体与单烯烃是异构体(一)单环脂环烷烃的命名(一)单环脂环烷烃的命名环戊烷环戊烷氯代环丙烷氯代环丙烷1-甲基甲基-4-异丙基环己烷异丙基环己烷3-环丙基戊烷环丙基戊烷二、命名二、命名n n 桥环烃(桥环烃(桥环烃(桥环烃(Bridged hydrocarbonBridg
14、ed hydrocarbon)的命名)的命名)的命名)的命名桥桥 头头 碳:几个环共用的碳原子,碳:几个环共用的碳原子,环的数目:断裂二根环的数目:断裂二根CC键可成链状烷烃为二环;断裂三根键可成链状烷烃为二环;断裂三根CC 键可成链状烷烃为三环键可成链状烷烃为三环桥头碳原子数:桥头碳原子数:不包括桥头不包括桥头C,由多到少列出,由多到少列出环的编号方法:从桥头开始,先长链后短链环的编号方法:从桥头开始,先长链后短链桥头碳原子桥头碳原子桥头碳原子桥头碳原子十氢萘十氢萘十氢萘十氢萘二环二环二环二环4.4.04.4.0癸烷癸烷癸烷癸烷bicyclobicyclo4.4.4.4.0decane0de
15、cane桥头间的碳原子数桥头间的碳原子数桥头间的碳原子数桥头间的碳原子数 (用用.隔开隔开)环的数目环的数目环的数目环的数目组成桥环的组成桥环的组成桥环的组成桥环的碳原子总数碳原子总数碳原子总数碳原子总数8 8-甲基甲基甲基甲基二环二环二环二环4.3.04.3.0壬烷壬烷壬烷壬烷用用,隔开隔开bicyclo2.2.1heptanebicyclo2.2.1heptane8 8-methylbicyclo4.3.0nonanemethylbicyclo4.3.0nonane三环三环三环三环2.2.1.02.2.1.02,62,6 庚烷庚烷庚烷庚烷tricyclo2.2.1.0tricyclo2.2
16、.1.02,62,6heptaneheptane二环二环二环二环2.2.12.2.1庚烷庚烷庚烷庚烷2,7,72,7,7-三三三三甲基二环甲基二环甲基二环甲基二环2.2.12.2.1庚烷庚烷庚烷庚烷 2,7,72,7,7-trimethylbicyclotrimethylbicyclo 2.2.1heptane 2.2.1heptane练习练习二环二环 4.4.0 癸烷癸烷二环二环 3.2.1 辛烷辛烷411112222二环二环 2.2.2 辛烷辛烷三环三环 3.2.1.0 2,4 辛烷辛烷n n 螺环烃(螺环烃(螺环烃(螺环烃(spiro hydrocarbonspiro hydrocarb
17、on)的命名)的命名)的命名)的命名 编号从小环开始编号从小环开始 取代基数目取最小取代基数目取最小螺螺螺螺4.54.5癸烷癸烷癸烷癸烷spiro4.5decanespiro4.5decane4 4-甲基螺甲基螺甲基螺甲基螺2.42.4庚烷庚烷庚烷庚烷4 4-methylspiro2.4heptanemethylspiro2.4heptane除螺除螺除螺除螺C C外的碳原子数外的碳原子数外的碳原子数外的碳原子数 (用用.隔开隔开)组成桥环的组成桥环的组成桥环的组成桥环的碳原子总数碳原子总数碳原子总数碳原子总数n n 环烷烃的其它命名方法环烷烃的其它命名方法环烷烃的其它命名方法环烷烃的其它命名方
18、法 :Decahydro-Decahydro-naphthalenenaphthalene十氢十氢十氢十氢萘萘萘萘萘萘萘萘naphthalenenaphthalene莰莰莰莰烷烷烷烷2-2-莰酮(樟脑)莰酮(樟脑)莰酮(樟脑)莰酮(樟脑)camphcamphaneanecamphcamphoror立方烷立方烷立方烷立方烷金刚烷金刚烷金刚烷金刚烷cubanecubaneadamantaneadamantane按形象命名按形象命名按衍生物命名按衍生物命名桥环与螺环在命名上的主要不同点桥环与螺环在命名上的主要不同点:1、词头不同、词头不同2、括号内的数字表示次序不同、括号内的数字表示次序不同3、编号
19、不同、编号不同(一)单环烷烃的构造异构(一)单环烷烃的构造异构和和互为异构体互为异构体和和互为异构体互为异构体等等三、同分异构三、同分异构(二)单环烷烃的顺反异构(二)单环烷烃的顺反异构顺式顺式反式反式表示法表示法表示法表示法 四、单环烷烃的化学性质四、单环烷烃的化学性质 1、催化加氢:、催化加氢:2、加卤素、加卤化氢:、加卤素、加卤化氢:取代环丙烷更易开环,开环位置发生在取代环丙烷更易开环,开环位置发生在取代基个数相差悬殊的两个碳原子之间;氢加取代基个数相差悬殊的两个碳原子之间;氢加在含氢较多的碳原子上,卤素原子加在含氢较在含氢较多的碳原子上,卤素原子加在含氢较少的碳原子上。少的碳原子上。3
20、、卤代反应:、卤代反应:五、环烷烃的结构五、环烷烃的结构(一)环的大小和稳定性的关系(一)环的大小和稳定性的关系环烷烃的燃烧热环烷烃的燃烧热名称名称 环丙烷环丙烷环丁烷环丁烷环戊烷环戊烷环己烷环己烷环庚烷环庚烷环辛烷环辛烷环壬烷环壬烷环癸烷环癸烷环十一烷环十一烷每个亚甲基的燃烧热每个亚甲基的燃烧热 697.0 686.2 664.0 658.6 662.3 664.2 664.4 663.6 662.3燃烧热即为物燃烧热即为物质燃烧时放出质燃烧时放出的热量;其大的热量;其大小代表着分子小代表着分子内能的高低。内能的高低。环丁烷、环戊烷的构象环丁烷、环戊烷的构象蝶式蝶式 信封式信封式 半椅式半椅
21、式环丙烷分子中弯曲键的形成环丙烷分子中弯曲键的形成(二)环己烷的构象(二)环己烷的构象椅式椅式船式船式椅式环己烷的平伏键与直立键椅式环己烷的平伏键与直立键a 键键axial bonde 键键equartorial bond椅式环己烷的椅式环己烷的 a 键与键与 e 键的互换键的互换取代环己烷优势构象的几点原则:取代环己烷优势构象的几点原则:1、椅式构象为优势构象;、椅式构象为优势构象;(无取代时无取代时)2、e 键取代为优势构象;键取代为优势构象;(单取代时单取代时)3、较多基团取代在、较多基团取代在 e 键;键;(相同多取代时相同多取代时)4、较大基团取代在、较大基团取代在 e 键;键;(不同多取代时不同多取代时)5、控制构象的基团取代在、控制构象的基团取代在 e 键。键。反反 式式 e e 稠合稠合构象稳定构象稳定 顺顺 式式e a 稠合,构象稠合,构象不如反式稳定。不如反式稳定。(三)稠合环己烷的构象(三)稠合环己烷的构象课后习题课后习题本章习题本章习题P74-p75P74-p75:1414个题个题