辛烷值：正庚烷為0；異辛烷為100烷烴分為鏈狀烷烴和環(huán)狀烷烴鏈狀烷烴直鏈烷烴支鏈烷烴環(huán)狀烷烴單環(huán)烷烴多環(huán)烷烴第二章

烷

烴烷烴的結構，同分異構體烷烴的命名（普通命名法、系統(tǒng)命名法IUPAC）構象和構象異構體，構象的表示方法烷烴的化學性質一、烷烴(Alkanes)碳氫化合物烴

（hydrocarbons）完全烷飽和烴類（烷烴、烯烴、炔烴、芳烴）同系列：有相同通式、結構上相差一定的“原子團”的一系列化合物。同系物：同系列中的化合物為同系物。通式：CnH2n+2

例：CH4,C2H6,C3H8,C4H10,……）

同系列（同系物,Homologs）1、烷烴的通式2、烷烴的結構SpaceFillingModelBallandStickModelC:sp3

雜化，成鍵3、同分異構現(xiàn)象和同分異構體（碳架異構）（constitutionalisomers,structralisomers)同分異構體：具有相同的分子式，但原子排列順序不同的分子CH4C2H6C3H8無異構體C1~C3烷烴無異構現(xiàn)象C4以上烷烴出現(xiàn)同分異構現(xiàn)象C4H10C5H12

C6H14

C20H42

366,319同分異構體數2354、碳原子的類型1

C（伯碳，一級碳）primarycarbon2

C（仲碳，二級碳）secondarycarbontertiarycarbon3

C

（叔碳，三級碳）4

C

（季碳，四級碳）quaternarycarbon1

H（伯氫）2

H（仲氫）3

H（叔氫）二種類型

2C二種類型

1C二種類型

1C

分析下列化合物所含碳原子種類

碳原子種類的擴展1自由基（伯自由基）2自由基（仲自由基）3自由基（叔自由基）1碳負離子（伯碳負離子）3碳正離子（叔碳正離子）普通命名：用于簡單化合物的命名IUPAC命名法（系統(tǒng)命名）（IUPAC:國際純粹與應用化學聯(lián)合會，

International

Union

of

Pure

and

Applied

Chemistry）基礎：普通命名二、烷烴的命名1、普通命名法中文名英文名甲烷乙烷丙烷methaneethanepropane

碳原子數目

+烷

英文命名用詞尾-ane表示烷烴

碳原子數為1~10用天干（甲、乙、丙、……壬、癸）表示C1C2C3

異構詞頭用詞頭“正”、“異”和“新”等區(qū)分相應的英文詞頭為

n-

(normal)、iso和neo（注意不加“-”）中文名英文名正丁烷異丁烷正戊烷異戊烷新戊烷n-butaneisobutanen-pentaneisopentaneneopentaneC4C5C6正己烷異己烷新己烷n-hexaneisohexaneneohexane中文名英文名如何命名？如何命名？正庚烷正辛烷正壬烷正癸烷正十一烷正十二烷正十三烷正二十烷n-heptanen-octanen-nonanen-decanen-undecanen-dodecanen-tridecanen-eicosane碳原子數為10以上時用大寫數字表示C7C8C9C10C11C12C13C20中文名英文名2、IUPAC命名法（系統(tǒng)命名法）基本方法：選定一條最長鏈作為主鏈（以普通命名法命名）其它支鏈作為主鏈上的取代基。普通命名法：異丁烷IUPAC命名法：2-甲基丙烷

取代基（烷基）：烷烴去掉一個氫原子后留下的原子團烷烴烷基一些常見的烷基主鏈的選擇和取代基位置編號最長鏈為主鏈取代基編號數最小取代基最多的鏈為主鏈小基團排在前面（英文以字母順序排列）不同基團編號相同時，使小取代基編號最小相同取代基合并用大寫數字表示（英文表示基團數目用詞頭di,tri,tetra,penta,hexa

表示）用“,”隔開最低系列原則含支鏈的取代基的命名(了解)注：有關一些其它基團的“順序規(guī)則”放第三章介紹仲丁基2-丁基1-甲基丙基2,7-二甲基-4-仲丁基辛烷

2,7-二甲基-4-(2-丁基)辛烷2,7-二甲基-4-(1-甲基丙基)辛烷這樣選取主鏈及編號是否合適？三、構象和構象異構體(comformation)C—C單鍵是可以旋轉的單鍵的旋轉使分子中的原子或基團在空間產生不同的排列（構象）不同的構象之間為構象異構關系（一類立體異構現(xiàn)象）乙烷的兩種構象描述立體結構的幾種方式傘形式鋸架式Newman投影式鍵電子云排斥，vonderwaals排斥力，內能較高（最不穩(wěn)定）1、乙烷的構象交叉式構象扭曲式構象重疊式構象staggeredconformerskewedconformereclipsedconformer原子間距離最遠內能較低（最穩(wěn)定）（有無數個）

小于兩個H的vonderwaals半徑（1.2?）之和，有排斥力……乙烷構象轉換與勢能關系圖旋轉中須克服能壘——扭轉張力電子云排斥相鄰兩H間的vonderwaals排斥力一般情況下(T>-250oC):

單個乙烷分子：絕大部分時間在穩(wěn)定構象式上。一群乙烷分子：某一時刻，絕大多數分子在穩(wěn)定的構象式上。2、丁烷的構象交叉式（anti）（反交叉式）部分重疊式鄰位交叉式（gauche）全重疊式鄰位交叉式（gauche）甲基間距離最遠(最穩(wěn)定)較不穩(wěn)定較穩(wěn)定甲基間距離最近（最不穩(wěn)定）丁烷構象轉換與勢能關系圖3、其它烷烴的構象規(guī)律:大基團總是占據反式對位交叉最穩(wěn)定最不穩(wěn)定立體異構體：

由原子或基團在空間的排列（或連接）方式不同所產生的異構體（包括構型異構體和構象異構體）四、立體異構體構型異構體

不可轉換理論上可分離構象異構體可通過單鍵旋轉轉換一般無法分離化合物性質的兩個方面物理性質

物態(tài)：氣體？液體？固體？

沸點（b.p.）

熔點（m.p.）

密度（比重）

溶解度：水中溶解度？有機溶劑中？

折光率

化學性質：有機化學反應（本課程的重點）五、烷烴的性質CH電負性2.52.21、

烷烴的結構

一般情況下烷烴化學性質不活潑、耐酸堿（常用作低極性溶劑，如正己烷、正戊烷、石油醚等）

烷烴可與鹵素發(fā)生自由基取代反應（烷烴的重要反應）sp3

雜化已飽和不能加成低極性共價鍵H酸性小不易被置換烷烴的化學性質2、甲烷的鹵代反應（氯代和溴代反應）

甲烷的氯代反應反應特點:(1)反應需光照或加熱。(2)光照時吸收一個光子可產生幾千個氯甲烷（反應有引發(fā)過程）。(3)有O2存在時反應延遲，過后正常。延遲時間與O2量有關。

甲烷與其它鹵素的反應反應速率:F2>Cl2>Br2>I2

（不反應）F2

：反應過分劇烈、較難控制Cl2

：正常（常溫下可發(fā)生反應）Br2

：稍慢（加熱下可發(fā)生反應）

I2

：不反應。即使反應,其逆反應易進行主要討論的內容3、甲烷的鹵代反應機理（反應歷程）（ReactionMachanism）什么是反應機理：

反應機理是對反應過程的詳細描述，應解釋以下問題：

反應條件起什么作用？決速步驟是哪一步？副產物是如何生成的？

反應是如何開始的？產物生成的合理途徑？經過了什么中間體？研究反應機理的意義：了解影響反應的各種因素，最大限度地提高反應的產率。發(fā)現(xiàn)反應的一些規(guī)律，指導研究的深入。

甲烷的鹵代機理

——自由基取代機理機理需要解釋的幾個主要問題：光或加熱的作用反應的鏈現(xiàn)象（為何光照時，吸收一個光子可產生幾千個CH3X？）有O2

時反應的延遲現(xiàn)象反應速率：氯代>溴代產物CH3X和HX生成的合理途徑

甲烷的氯代反應過程分析接下頁氯自由基甲基自由基反應終止重復接上頁接上頁自由基完全消失，反應終止

甲烷的氯代反應機理的表達自由基型鏈反應（chainreaction）自由基中間體

甲烷的溴代反應機理

甲烷鹵代機理的循環(huán)表達式循環(huán)引發(fā)產物產物自由基中間體機理應解釋的實驗現(xiàn)象O2

存在時有延遲現(xiàn)象反應速率：氯代>溴代

產物的生成光或加熱的作用

鏈現(xiàn)象甲基自由基的結構O2存在時反應的延遲現(xiàn)象O2

：自由基抑制劑

機理的決速步驟（以氯代為例）DH(反應熱)+7.5kJ/mol吸熱－112.9kJ/mol放熱決速步驟

甲烷氯代的勢能變化圖過渡態(tài):勢能最高處的原子排列，Ea：活化能（activationenergy）；DH:反應熱

過渡態(tài)(TransitionState)理論在化學反應中，反應物相互接近，總是先達到一勢能最高點（活化能，相應結構稱為過渡態(tài)），然后再轉變?yōu)楫a物。例：機理步驟(2)過渡態(tài)勢能增加勢能降低過渡態(tài)：反應物轉變?yōu)楫a物的中間狀態(tài)，（推測的）勢能最高處的原子排列，壽命=0，無法測得。中間體：反應中生成的壽命較短的分子、離子或自由基，中間體

一般很活潑，但可通過實驗方法觀察到。對比勢能最高

氯代和溴代反應速率的差別——決速步驟速率的差別氯代溴代自由基的穩(wěn)定性與不同類型H的反應活性考慮反應的決速步驟自由基生成的相對速度決定反應的選擇性自由基穩(wěn)定性：自由基的相對穩(wěn)定性決定反應的選擇性R-H的鍵離解能（DH）2o自由基較易生成3o自由基