有机化学第四章 烷烃市公开课获奖课件

1、【课时】4学时【教学内容】熟悉：1.烃和烃分类 2.烷烃结构 3.烷烃同分异构 4.烷烃命名掌握：烷烃化学性质 1.卤代反应（重点反应式；自由基稳定性） 2.氧化燃烧反应、裂化反应 理解：1.烷烃物理性质 2.烷烃制备办法 3.惯用烷烃 第四章 烷 烃第1页第1页烃(hydrocarbon)：仅有碳和氢两种元素构成化合物烷烃：碳原子以单键相连，其余价键均与氢结合饱和脂肪烃第2页第2页第一节 烷烃结构一、碳原子均为sp3 杂化第3页第3页二、烷烃结构4个Csp3-H1sC-H键长110pm， HCH=109.5甲烷第4页第4页乙烷分子各原子之间都以单键相连，键角靠近10928第5页第5页第6页第

2、6页乙烷球棒模型第7页第7页丁烷分子球棒模型由于键能够任意旋转，烷烃产生无数种构象，其优势构象是对位交叉式，因此直链烷烃呈锯齿状存在。第8页第8页第二节 烷烃同分异构1、 碳链异构 2、 对映异构第9页第9页第10页第10页12345678伯碳原子( 1 )：1、5、6、7、8仲碳原子( 2 ) ：4叔碳原子( 3 ) ：3季碳原子( 4 ) ：2伯氢原子( 1 H )仲氢原子( 2 H)叔氢原子( 3 H)3、碳原子种类第11页第11页第三节 烷烃命名1、普通命名法(common nomenclature)(1)直链烷烃110个碳原子直链烷烃，分别用“甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”

3、表示碳原子个数，在加上词尾“烷”。CH4 ：甲烷 (methane) C2H6 ： 乙烷 (ethane) C3H8 ：丙烷 (propane) C4H10 ： 正丁烷 (n - butane)如：10个碳原子以上直链烷烃用中文数字命名。如：C11H24 ：正十一烷(n - undecane) C12H26 ：正十二烷 (n - dodecane) C20H42 ：正二十烷(n - eicosane)第12页第12页(2)烷烃异构体命名 第13页第13页n- 己烷 n-hexaneiso-己烷 isohexaneneo-庚烷 neohexane?第14页第14页(1)直链烷烃命名 在系统命名法

4、中，对于直链烷烃命名和普通命名法是基本相同，仅不写上“正”字。2、系统命名法(systematic nomenclature) 1892年，日内瓦开了国际化学会议，制定IUPAC命名法。1960年，我国制定了我国系统命名法。1980年进行增补和修订，公布了有机化学命名原则。 (2)支链烷烃命名第15页第15页甲基乙基正丙基异丙基正丁基仲丁基异丁基叔丁基第16页第16页 、选含取代基最多、最长碳链作为主链，“某烷”。、编号：取代基位次最小（阿拉伯数字编号）。、写名：取代基位置、数目和名称，位次和取代基名称之间要用“-”连接。1234563 乙基己烷 3-ethyhlexane（3） 系统命名法要

5、点第17页第17页注意：2 , 3 , 3 , 5 四甲基己烷1325643甲基 5 乙基庚烷 5 ethyl 3 methylheptane等距不同种取代基，优先基团后列出多个同种取代基第18页第18页等长2，3， 5 三甲基 4 丙基庚烷 2，3， 5 trimethyl 4 propylheptane1234567第19页第19页 假如支链上尚有取代基时，从与主链相连碳原子开始，把支链碳原子依次编号，支链上取代基位置就由这个编号所得号数来表示。这个取代了支链名称可放在括号中，或用带撇数字来表明支链中碳原子。2-甲基-5,5-二（1,1-二甲基丙基）癸烷2-甲基-5,5-二-1 ,1 -二

6、甲基丙基癸烷123123第20页第20页1、物态：C1-C4气体,C5-C17液体,C18以上固体2、沸点：碳原子增多，沸点升高；同分异构体 中支链 越多，沸点越低。3、熔点：碳原子增多，熔点升高，但不如沸点规律， 偶数碳不小于相邻两奇数碳熔点。4、密度：比水轻。5、溶解性：溶于非极性溶剂，不溶于水。第四节 烷烃物理性质6、折光率：不小于1（光通过空气和介质速率比）第21页第21页直链烷烃沸点与分子中碳原子数关系第22页第22页直链烷烃熔点与分子中碳原子数关系第23页第23页第五节 烷烃化学性质一、稳定性室温下，不与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂反应。二、氧化和燃烧燃烧热：在原则状态下，一摩尔

7、烷烃完全燃烧所放出热量。燃烧热差别反应分子内能高下和稳定性大小。燃烧热越大，分子内能越高，分子越不稳定；反之，分子越稳定。直链烷烃每增长一个CH2，其燃烧热改变基本恒定增长658.6kJ/mol同分异构体中，直链烷烃燃烧热不小于支链烷烃燃烧热。稳定性：正辛烷 异辛烷 新辛烷第24页第24页四、卤代反应1、甲烷卤代反应产 物：混合物反应条件：400-450，CH4:Cl=10:1,主产物为一氯甲烷 400-450，CH4:Cl=0.263:1,主产物为四氯化碳三、裂化反应(无氧)第25页第25页2、烷烃卤代反应取向1-氯丙烷2-氯丙烷43%57%H相对活性:仲氢 :伯氢 =（57/2）/（43/

8、6）= 4 :1Cl2光照25 Cl2光照25 2-甲基-1-氯丙烷2-甲基-2-氯丙烷64%36%第26页第26页叔氢与伯氢相对活性:叔氢:伯氢=（36/1）/（64/9）=（5.1:1） 实践结果表明：叔、仲、伯氢在室温时相对活性为5：4：1，即每个伯、仲、叔氢被氯取代生成相应氯代烷底相对百分比。这阐明 ，烷烃氯代，在室温下有选择性。氢相对活性：3H2 H1 HCH3-H光照127 1-溴丙烷2-溴丙烷3%97%溴代第27页第27页光照127 2-甲基-1-溴丙烷2-甲基-2-溴丙烷痕量 99% 溴代反应中，也遵循叔氢仲氢伯氢反应活性，相对活性为1600：82：1，溴选择性比氯强。3、其它

9、卤素取代反应吸热氟代碘代 强放热，难控制，易爆炸卤素反应活性：F2Cl2 Br2 I2第28页第28页2、卤代反应机理 反应机理 ( reaction mechanism) 对某个化学反应步改变过程详细描述，又称反应机制或反应历程。自由基链反应 ( free radicl chain reaction )（1）链引起 (chain - initiating step): 形成自由基第29页第29页（2）链增长 (chain propagating step) ： 延续自由基、形成产物第30页第30页（3）链终止 (chain - initiating step)：消除自由基第31页第31页DC

10、l-Cl 242.6kJ/molDCH3-H 434.7kJ/mol.为何Cl2为自由基引起剂引起链反应？几点阐明:.自由基引起剂和自由基克制剂 在无光条件下，甲烷氯代反应必须在400以上才干发生，当加入0.020.1四乙基铅时，温度降至140150即可引起反应。 自由基反应普通在气相或非极性溶液中进行。当有氧气存在时，氧极易与自由基反应生成过氧化物 ，因此反应不能进行。只有当氧消耗尽后，反应才干正常进行，这段时间叫做自由基反应诱导期。 第32页第32页不同C-H键解离能： CH3H CH3 +H 解离能：434.7 KJ /mol CH2ClH CH2Cl +H 解离能：422.2 KJ /

11、mol CHCl2H CHCl2 +H 解离能：414.2 KJ /mol CCl3H CCl3 +H 解离能：400.81 KJ /mol .为何产物是混合物？第33页第33页不同类型C-H键解离能：CH3H CH3 +H 解离能：434.7 KJ /mol CH3CH2H CH3CH2 +H 解离能：405.5 KJ /mol (CH3)2CHH (CH3)CH2 +H 解离能：392.9 KJ /mol (CH3)3CH （CH3）3C +H 解离能：376.2 KJ /mol 4、烷基自由基构型与稳定性叔（ 3） 仲（ 2） 伯（ 1）稳定性增强（由离解能数据得出）第34页第34页C采用SP2杂化第35页第35页第六节 烷烃制备一、 武兹合成二、科瑞郝思合成法2RX + Na RR + 2NaX应用：只适合用于制备对称性烷烃R2CuLi +