立体化学-深圳职业技术学院(共13张PPT)

立体化学第1页，共13页。（1）碳原子轨道的sp3杂化(一)烷烃的结构每个sp3杂化轨道含1/4s成分和3/4p成分sp3杂化轨道形状碳原子的sp3杂化轨道键角为109.5°第2页，共13页。

原子轨道沿键轴相互交盖，形成对键轴呈圆柱形对称的轨道称为σ轨道。σ轨道构成的共价键称为σ键。例如：甲烷分子中有四个C－Hσ键。相类似，乙烷分子中有六个C－Hσ键和一个C－Cσ键。甲烷乙烷σ键的形成及其特性第3页，共13页。甲烷正丁烷σ键的特性:

成键原子可沿键轴自由旋转;键能较大，可极化性较小。球棍模型(Kekulé模型)比例模型(Stuart模型)第4页，共13页。（2）乙烷的构象

由于围绕σ键旋转而产生的分子中原子或基团在空间的不同排列方式。重叠式(顺叠式)构象交叉式(反叠式)构象重叠式(顺叠式)构象交叉式(反叠式)构象透视式Newman投影式乙烷不同构象的能量曲线图交叉式构象最稳定，重叠式构象最不稳定。乙烷的两种极限构象第5页，共13页。（3）正丁烷的构象对位交叉式(反错式)部分重叠式(反叠式)邻位交叉式(顺错式)全重叠式(顺叠式)正丁烷沿C2和C3之间的σ键键轴旋转有四种典型构象。第6页，共13页。正丁烷不同构象的能量曲线图第7页，共13页。(二)环己烷及其衍生物的构象

环己烷的六个成环碳原子不共平面，C－C－C键角为109.5°，是无张力环。环己烷有椅型和船型两种极限构象：椅型船型第8页，共13页。船型环己烷比椅型能量高30kJ·mol-1，常温下平衡体系主要以稳定的椅型构象存在。(二)环己烷及其衍生物的构象乙烷不同构象的能量曲线图顺-1,3-二甲基环丁烷取代基越大，这种优势越明显。船型分子中存在扭转张力和氢原子之间的非键张力(二)环己烷及其衍生物的构象环己烷有椅型和船型两种极限构象：R=(CH3)3时，99.若环上连有不同的取代基，一般是体积大的取代基优先处于e键。（2）乙烷的构象由于围绕σ键旋转而产生的分子中原子或基团在空间的不同排列方式。若环上连有不同的取代基，一般是体积大的取代基优先处于e键。顺-1,4-二甲基环己烷椅型构象和船型构象可以互相转变。船型环己烷比椅型能量高30kJ·mol-1，常温下平衡体系主要以稳定的椅型构象存在。船型分子中存在扭转张力和氢原子之间的非键张力第9页，共13页。

环己烷中的碳氢键可分为两种类型，每个碳原子上有一个a键和一个e键，在环中上下交替排列。

环己烷由一种椅型构象翻转为另一种椅型构象时，原来的a键都变为e键，原来的e键都变为a键。第10页，共13页。一取代环己烷的取代基在e键上的构象占优势。取代基越大，这种优势越明显。R=CH3时，95%处于e键；R=(CH3)3时，99.9%处于e键

若环上连有不同的取代基，一般是体积大的取代基优先处于e键。顺-1-甲基-4-叔丁基环丁烷第11页，共13页。原子轨道沿键轴相互交盖，形成对键轴呈圆柱形对称的轨道称为σ轨道。乙烷不同构象的能量曲线图碳原子的sp3杂化轨道椅型构象和船型构象可以互相转变。(三)脂环化合物的立体异构顺-1,3-二甲基环丁烷顺-1-甲基-4-叔丁基环丁烷取代基越大，这种优势越明显。取代基越大，这种优势越明显。顺-1,4-二甲基环己烷碳原子的sp3杂化轨道环己烷由一种椅型构象翻转为另一种椅型构象时，原来的a键都变为e键，原来的e键都变为a键。顺-1,4-二甲基环己烷R=(CH3)3时，99.比例模型(Stuart模型)多取代的环己烷，一般取代基处于e键最多的构象最稳定。例如杀虫剂六六六的最稳定构象是β－异构体而不是γ－异构体：β-异构体(低活性)γ－异构体(高活性)第12页，共13页。(三)脂环化合物的立体异构

当环上连有有两个或两个以上取代基时,产生顺反异构。若用构象