有机化学-2第二章饱和烃

1、第二章 饱和烃,2-1 烷 烃 2-2 环烷烃,2-1-1 烷烃的分类和异构现象,烃：分子中只含 C、H 两种元素的化合物。,同系列：具有同一分子通式，在组成上相差 一个或几个-CH2-的一系列化合物。 同系物：同系列中的化合物彼此互为同系物。,烷烃的同分异构,正丁烷 异丁烷,同分异构：分子式相同，结构不同。 构造异构：分子式相同，分子内原子原子间相互 连接的顺序不同，即分子的构造不同。 碳架异构：分子式相同，碳的骨架不同。,2-1-2 烷烃的命名,一、普通命名法（习惯命名法）,“天干”+“正异新” 方式命名（只适合于简单的烷烃）,正丁烷 正戊烷,异丁烷 异戊烷 新戊烷,二、衍生物命名法 三、

2、系统命名法 1、碳原子的级,四甲基甲烷 二甲基正丙基异丙基甲烷,2、烷基的命名,甲基 乙基 （正）丙基 异丙基,正丁基 二级（仲）丁基 异丁基 n-Bu sec or s-Bu iso-Bu,叔丁基 叔戊基 新戊基 Tert or t-Bu neo-,3、次序规则（教材P34） （1）、将各种取代基的连接原子，按原子序数大小排列，原子 序数大的顺序在前。若为同位素，则质量高的顺序在前 （2）、若多原子基团的第一个连接原子相同，则比较与它相连 的其它原子，先比较原子序数最大的原子，再比较第二 大的，依次类推。若第二层次的原子仍相同，则沿取代 链依次相比，直至比出大小为至。,各种原子或取代基按先后

3、次序排列的规则,（3）、含不饱和键时排列顺序大小的规则：连有双键或 叁键的原子可以认为连有两个或三个相同的原子 4、命名步骤 （1）、选主链：选支链多的最长碳链为主链,（2）、编位次：从靠近支链的一端开始依次用 阿拉伯数字编号，遵守“最低系列原则” （3）、写全称：按次序规则写取代基和主链,2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷,2,3,5-三甲基己烷,2,5-二甲基-4-异丁基庚烷 2,5-二甲基-4-（2-甲基丙基）庚烷,2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷 3-甲基-3-乙基庚烷,2-1-3 烷烃的构象,一、烷烃的结构特征 二、烷烃的构象,烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 甲烷具有正四面体的结构特

4、征。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是键,键的特点 1 、电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固。 2、旋转时不破坏电子云重叠，所以键可自由旋转。,构象:由于绕键轴旋转而产生的分子中 原子(团)在空间的不同排列结构。,1、乙烷的构象,重 叠 式,楔形式 锯架式 纽曼式,楔形式 锯架式 纽曼式,交 叉 式,乙烷分子不同构象能量曲线图,交叉式构象：两个C上氢相距最远，C-H键的电子对斥力最小，能量最低，最稳定。称为优势构象。,2、丁烷的构象,全重叠式 邻位交叉式 部分重叠式 对位交叉式 （顺叠式） （顺错式） （反错式） （反叠式）,能量：全重叠式部分重叠式邻位交叉式对位交叉式,对位交叉式是优势构象

5、(最稳定构象),2-1-4 烷烃的物理性质,一、沸点,沸点大小取决于分子间的作用力,烷烃沸点的特点 （1）沸点一般很低。 （2）随相对分子质量增大而增大。 （3）相对分子质量相同、支链多、沸点低。 （4）分子量相同、支链相同，对称性越好，沸点越高,36.1 27.9 9.5,58 49.7,二、熔点,取决于分子间的作用力和晶格堆积的密集度,烷烃熔点的特点 （1） 随相对分子质量增大 而增大。 （2） 偶数碳烷烃比奇数碳 烷烃的熔点升高值大。 （3）相对分子质量相同的烷 烃，叉链增多，熔点下降 （结构对称性好，熔点较高）。,-129.7 -160 -16.6,2-1-5 烷烃的化学性质,一、总体

6、特点 二、自由基取代反应（卤化反应）,1、稳定。对强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂一般不反应 2、烷烃的多数反应都是通过自由基机理进行的。,取代反应：分子中的原子或基团被其它原子或基团取代的反应,自由基取代反应：通过自由基取代分子中的 原子或基团取代的反应。,1、卤代反应的机理,反应式,反应机理（反应过程的详细描述）,链引发,链增长,链终止,2、烷烃卤代反应的取向,自由基的稳定性：3 2 1,自由基的稳定性：3 2 1,3、 卤代反应中X2的活性比较,反应过程,H,1、氟化反应难以控制。 2、碘化反应一般不用。碘自由基是不活泼的自由基。 3、氯化和溴化反应常用，氯化比溴化反应快5万倍。,卤素的相

7、对反应活性：F2 Cl2 Br2 I2,2-2-1 环烷烃的命名,1,3-二甲基环戊烷 1-甲基-3-乙基环己烷,3-环戊基戊烷 1,2-二环己基乙烷,2-2-2 环烷烃的结构,单环烷烃的分类,n=3、4 小环化合物 n=5、6、7 普通环化合物 （五、六元环最稳定） n=8、9、10、11 中环化合物 n12 大环化合物,单环烷烃的通式：CnH2n,一、环烷烃的燃烧热与环的稳定性,燃烧热：1mol纯烷烃完全燃烧生成CO2和水时放出的热。 每个 CH2-的燃烧热应该是相同的，约为658.6 kjmol-1。,名称,Baeyer张力学说（1885）,张力学说提出的基础,所有的碳都应有正四面体结构

8、。 碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面 上（当环碳原子大于4时，这一点是不正确的）。,当碳原子的键角偏离10928时，便会产生一种恢复正常键角的力量。这种力就称为角张力。键角偏离正常键角越多，角张力就越大。,张力学说的内容,N = 3 4 5 6 7 偏转角度 24o44 9o44 0o44 -5o16 -9o33,从偏转角度来看，五员环应最稳定，大于五员或小于五员环都将越来越不稳定。但实际上，五员、六员和更大环的化合物都是稳定的。这就说明张力学说存在缺陷。,二、环己烷的构象 1、椅式构象中的a键和e键,椅式 船式,a 键,e 键,2、一取代环己烷的构象,结论：取代基处于e键稳定。,3、多取代环己烷的构象,大取代基处在e键稳定；较多的取代基处在e键稳定,顺