有機(jī)化學(xué)第五李景寧主編烷烴PPT課件

1、第一節(jié) 烷烴的同系列及同分異構(gòu)現(xiàn)象一、烷烴的同系列二、同分異構(gòu)體三、結(jié)構(gòu)式的書寫四、碳原子和氫原子的種類第二節(jié) 烷烴的命名一、普通命名法二、烷基的命名三、系統(tǒng)命名法第三節(jié) 烷烴的構(gòu)型一、碳原子的四面體概念及分子模型二、碳原子的sp3雜化三、烷烴分子的形成四、分子立體結(jié)構(gòu)的表示方法第四節(jié) 烷烴的構(gòu)象一、構(gòu)象(conformation)二、乙烷的構(gòu)象 三、正丁烷的構(gòu)象第五節(jié) 烷烴的物理性質(zhì)第六節(jié) 烷烴的化學(xué)性質(zhì)一、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 二、氧化反應(yīng)三、熱裂反應(yīng)四、鹵代反應(yīng)第七節(jié) 烷烴的鹵代反應(yīng)歷程一、甲烷的鹵代歷程二、鹵素對甲烷的相對反應(yīng)活性三、氫原子反應(yīng)活性與自由基的穩(wěn)定性第八節(jié) 過渡態(tài)理論一、反應(yīng)進(jìn)程

2、的過渡態(tài)與能量變化二、甲烷氯代反應(yīng)的能量變化三、過渡態(tài)與中間體、反應(yīng)熱與活化能第九節(jié) 甲烷和天然氣總目錄第1頁/共93頁一、烷烴的同系列 烷烴分子中碳原子間以單鍵相連，其余都與氫原子相連。與碳原子結(jié)合的氫原子數(shù)目已達(dá)到最高限度，不可能再增加了，所以稱為飽和烴（saturated hydrocarbon）。 烷烴的通式：CnH2n+2第一節(jié) 烷烴的同系列及同分異構(gòu)現(xiàn)象第2頁/共93頁 通式相同，結(jié)構(gòu)相似，化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)隨碳原子數(shù)的增加而有規(guī)律變化的化合物系列同系列（homologous series）： 同系列中化合物互為同系物（homolog） 系列差 CH2 甲烷甲烷 乙烷乙烷 丙烷

3、丙烷第3頁/共93頁 分子式相同，碳干構(gòu)造不同分子式相同，碳干構(gòu)造不同碳干異碳干異構(gòu)構(gòu)(constitutional isomerism)同分異構(gòu)體的書寫方法（有同分異構(gòu)體的書寫方法（有3點(diǎn)，自學(xué)）點(diǎn)，自學(xué)）分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物為同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體正丁烷正丁烷 異丁烷異丁烷二、同分異構(gòu)體第4頁/共93頁構(gòu)造式：三、構(gòu)造式的書寫第5頁/共93頁 鍵線式（骨架式）：鍵線式（骨架式）：端點(diǎn)和拐點(diǎn)為碳原子，氫省略端點(diǎn)和拐點(diǎn)為碳原子，氫省略 簡式：第6頁/共93頁 伯碳（一級碳）1（primary)： 直接與一個(gè)碳原子相連 仲碳（二級碳）2(secondary)：直接與二個(gè)碳原子相連 叔碳（三

4、級碳）3(tertiary)： 直接與三個(gè)碳原子相連 季碳（四級碳）4(quaternary)：直接與四個(gè)碳原子相連 與伯、仲、叔碳原子相連的氫原子稱伯、仲、叔氫（1H、2H、3H）四、碳原子和氫原子的種類第7頁/共93頁例如：例如：第8頁/共93頁 一、普通命名法 二、烷基的命名 三、系統(tǒng)命名法第二節(jié) 烷烴的命名第9頁/共93頁一、普通命名法一、普通命名法 1. 正(normal)某烷 C1C10 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 C10 漢文數(shù)字2. 異(iso)某烷 碳鏈一末端帶有兩個(gè)甲基。正己烷正己烷 n-hexane第10頁/共93頁衡量汽油品種的基準(zhǔn)物質(zhì)，其辛烷值為衡量汽油品

5、種的基準(zhǔn)物質(zhì)，其辛烷值為100特殊：第11頁/共93頁 含五或六個(gè)碳原子的碳鏈端第二個(gè)碳原子為季碳原子的烷烴稱為“新某烷” (neohexane)3. 新某烷非新己烷非新己烷第12頁/共93頁 一價(jià)基： 見教材P21表2-3 . 二價(jià)基： 三價(jià)基：三價(jià)基： 二、烷基的命名第13頁/共93頁 1. 直鏈烷烴：某烷 2. 支鏈烷烴支鏈烷烴（1）選擇主鏈（母體）：選擇碳原子數(shù)最多）選擇主鏈（母體）：選擇碳原子數(shù)最多的碳鏈為主鏈的碳鏈為主鏈三、系統(tǒng)命名法第14頁/共93頁例例1、例、例2：給下列有機(jī)物選擇主鏈：給下列有機(jī)物選擇主鏈虛線框著的是主鏈虛線框著的是主鏈第15頁/共93頁 如果兩條碳鏈的碳原子

6、數(shù)相同時(shí)，選擇含支鏈較多的碳鏈為主鏈。故選A鏈為主鏈例3：AB第16頁/共93頁 a. 從靠近取代基一端開始編號；（2）主鏈碳原子的位次編號編號應(yīng)從左到右，甲基位次較小編號應(yīng)從左到右，甲基位次較小第17頁/共93頁b. 當(dāng)有幾種編號可能時(shí)，選擇使取代基具當(dāng)有幾種編號可能時(shí)，選擇使取代基具有有“最低系列最低系列”即使取代基的編號順次逐即使取代基的編號順次逐項(xiàng)比較為最小的編號。項(xiàng)比較為最小的編號。取代基編號：（上）取代基編號：（上）2，6，8 （下）（下）2，4，8 （正確編號）（正確編號）例4：第18頁/共93頁IUPAC法按取代基英文名稱的第一個(gè)字母的次序排列。法按取代基英文名稱的第一個(gè)字母的

7、次序排列。2-甲基己烷（甲基己烷（2-methylhexane）a. 按取代基位次、取代基名稱、母體名稱順序書按取代基位次、取代基名稱、母體名稱順序書寫，取代基位次和取代基名稱之間要用半字線寫，取代基位次和取代基名稱之間要用半字線“”連接起來，取代基名稱和母體名稱間則不連接起來，取代基名稱和母體名稱間則不用半字線連接。用半字線連接。（3）名稱的書寫規(guī)則第19頁/共93頁b. 如果含有幾個(gè)相同的取代基時(shí)，取代基名稱前用二、三、四等表示其數(shù)目，其位次則必須逐個(gè)注明，位次的阿拉伯?dāng)?shù)字之間以“，”隔開。2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷第20頁/共93頁 在IUPAC命名法中，英文名稱中的一、二、三和四

8、等數(shù)字用相應(yīng)的詞頭“mono”、“di”、“tri”和“tetra”等表示，簡單的取代基英文數(shù)字詞頭不參加字母順序排列，但“iso”,“neo”則參與排序。 2,3,5-三甲基己烷三甲基己烷2,3,5-trimethylhexane第21頁/共93頁2,5-二甲基-3-乙基己烷 3-ethyl-2,5-dimethylhexane第22頁/共93頁2,8-二甲基二甲基-4-乙基壬烷乙基壬烷4-ethyl-2,8-dimethylnonane第23頁/共93頁c.如果含有幾個(gè)不同的取代基時(shí)，按照“次序規(guī)則（sequence rule） ”（中國化學(xué)會(huì)有機(jī)化學(xué)命名原則規(guī)定），“較優(yōu)”基團(tuán)寫在后面，

9、而簡單基團(tuán)寫在前面。 次序規(guī)則是為了表達(dá)某些有機(jī)化合物的立體化學(xué)關(guān)系，需決定有關(guān)原子或基團(tuán)的排列次序。它的主要內(nèi)容如下：第24頁/共93頁 單原子取代基按其原子序數(shù)大小排列，大者為“較優(yōu)”基團(tuán)。若為同位素，則質(zhì)量大的為“較優(yōu)”基團(tuán)。例如:“”表示表示“優(yōu)于優(yōu)于”第25頁/共93頁多原子取代基則逐個(gè)原子順次比較，排出優(yōu)先次序。 丁基丁基 異丙基異丙基兩個(gè)基團(tuán)的第一個(gè)原子所連接的原子或基團(tuán)兩個(gè)基團(tuán)的第一個(gè)原子所連接的原子或基團(tuán)相同（相同（C、H、H），則比較第二個(gè)原子：），則比較第二個(gè)原子：丁基第二個(gè)碳：丁基第二個(gè)碳：C、H、H；異丙基第二個(gè)碳：異丙基第二個(gè)碳：C、C、H因此：異丙基丁基因此：異丙

10、基丁基第26頁/共93頁含有雙鍵或三鍵基團(tuán)，可以認(rèn)為連有兩個(gè)或三個(gè)相同原子。乙烯基第一個(gè)原子：乙烯基第一個(gè)原子：C、C、H乙炔基第一個(gè)原子：乙炔基第一個(gè)原子：C、C、C因此：乙炔基乙烯基因此：乙炔基乙烯基第27頁/共93頁d.如果兩個(gè)不同取代基的位次都符合“最低系列”時(shí)，按次序規(guī)則順序，“較優(yōu)”基團(tuán)后列出。4-丙基丙基-6-異丙基壬烷異丙基壬烷 4-isopropyl-6-propylnonane第28頁/共93頁 如果支鏈上還有取代基時(shí)，這個(gè)取代了的支鏈的名稱可放在括號中或用帶撇的數(shù)字來標(biāo)明支鏈中的碳原子。 2-甲基甲基-5-（1,2-二甲基丙基）癸烷二甲基丙基）癸烷或或 2-甲基甲基-5-

11、1,2-二甲基丙基癸烷二甲基丙基癸烷 第29頁/共93頁結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)構(gòu)造構(gòu)造分子中原子的分子中原子的排列順序排列順序構(gòu)型構(gòu)型分子中原子在分子中原子在空間的排列空間的排列狀況狀況構(gòu)象構(gòu)象由于由于單鍵的旋轉(zhuǎn)單鍵的旋轉(zhuǎn)，形成分子中各，形成分子中各原子或原子團(tuán)的原子或原子團(tuán)的空間排布空間排布結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途學(xué)習(xí)的線索：第30頁/共93頁一、碳原子的四面體概念及分子模型1. 四面體概念 （ 1874年 范特霍夫（荷蘭）和勒貝爾提出：碳的四面體結(jié)構(gòu)） 以甲烷為例 CH 鍵長： 0.109nm HCH鍵角：10928CHHHH第三節(jié) 烷烴的構(gòu)型第31頁/共93頁2. 分子模型分子模型 凱庫勒模型、斯陶特模型凱庫勒模

12、型、斯陶特模型3. 構(gòu)型構(gòu)型(configuration)凱庫勒模型凱庫勒模型 球棒模型球棒模型斯陶特模型斯陶特模型 比例模型比例模型 具有一定構(gòu)造的分子中原子在空間的排列狀況構(gòu)型第32頁/共93頁 （1）為什么碳原子具有四價(jià)？ （2）4個(gè)CH鍵是等同的嗎？思考第33頁/共93頁二、碳原子的 sp3 雜化1. 碳原子的sp3雜化 基態(tài)基態(tài) 激發(fā)態(tài)激發(fā)態(tài) 雜化態(tài)雜化態(tài)第34頁/共93頁第35頁/共93頁2. sp3雜化軌道特點(diǎn)雜化軌道特點(diǎn) 方向性更強(qiáng)方向性更強(qiáng) 4個(gè)個(gè)sp3軌道等同軌道等同 最穩(wěn)定的排列方式：正四面體（最穩(wěn)定的排列方式：正四面體（4個(gè)價(jià)鍵個(gè)價(jià)鍵盡可能遠(yuǎn)離）盡可能遠(yuǎn)離）第36頁/共

13、93頁三、烷烴分子的形成三、烷烴分子的形成 甲烷：CH4CH鍵：sp3s第37頁/共93頁甲烷分子的形成第38頁/共93頁CCHHHHHHl CH 鍵鍵 sp3s 乙烷：C2H6CC鍵 sp3sp3第39頁/共93頁乙烷分子的形成第40頁/共93頁四、分子立體結(jié)構(gòu)的表示方法四、分子立體結(jié)構(gòu)的表示方法1. 楔形（傘形）透視式及書寫 甲烷： 甲烷凱庫勒模型甲烷凱庫勒模型楔形透視式楔形透視式第41頁/共93頁乙烷：第42頁/共93頁2. 鋸架（鋸架（sawhorse formula)透視式及透視式及書寫書寫 第43頁/共93頁3. 紐曼投影式紐曼投影式(Newman projection)及書寫及書

14、寫第44頁/共93頁一、構(gòu)象(conformation) 有一定構(gòu)造的分子通過單鍵的旋轉(zhuǎn)，形成各原子或原子團(tuán)的空間排布。第四節(jié) 烷烴的構(gòu)象第45頁/共93頁二、乙烷的構(gòu)象二、乙烷的構(gòu)象 1. 兩種極限構(gòu)象的表達(dá) 重疊式（順疊式）重疊式（順疊式）eclipsed conformation交叉式（反疊式）交叉式（反疊式）staggered conformation思考：寫出重疊式和交叉式構(gòu)象的楔形式、鋸架式思考：寫出重疊式和交叉式構(gòu)象的楔形式、鋸架式和紐曼式。和紐曼式。前后兩個(gè)碳上的氫前后兩個(gè)碳上的氫原子處于交叉位置原子處于交叉位置前后兩個(gè)碳上的氫前后兩個(gè)碳上的氫原子處于重疊位置原子處于重疊位置第

15、46頁/共93頁模型模型楔形式楔形式鋸架式鋸架式紐曼式紐曼式模型模型鋸架式鋸架式紐曼式紐曼式楔形式楔形式第47頁/共93頁2. 兩種極限構(gòu)象的位能變化兩種極限構(gòu)象的位能變化 穩(wěn)定性比較：交叉式重疊式第48頁/共93頁思考如何分析交叉式構(gòu)象和重疊式構(gòu)象的如何分析交叉式構(gòu)象和重疊式構(gòu)象的穩(wěn)定性？（原子的空間分布、位能）穩(wěn)定性？（原子的空間分布、位能）第49頁/共93頁三、正丁烷的構(gòu)象三、正丁烷的構(gòu)象圍繞圍繞C2 C3單鍵旋轉(zhuǎn)形成各種構(gòu)象單鍵旋轉(zhuǎn)形成各種構(gòu)象第50頁/共93頁1. 四種極限構(gòu)象式的表四種極限構(gòu)象式的表達(dá)達(dá)對位交叉式（反疊式）對位交叉式（反疊式） 部分重疊式（反錯(cuò)式）部分重疊式（反錯(cuò)式

16、） 鄰位交叉式（順錯(cuò)式）鄰位交叉式（順錯(cuò)式） 全重疊式（順疊式）全重疊式（順疊式） 第51頁/共93頁2. 四種極限構(gòu)象的位能變化 第52頁/共93頁 穩(wěn)定性比較： 對位交叉式鄰位交叉式 部分重疊式 全重疊式 注意：構(gòu)造、構(gòu)型、構(gòu)象和極限構(gòu)象的概念第53頁/共93頁思考1. 寫出戊烷（寫出戊烷（C2C3）的極限構(gòu)象式（紐曼的極限構(gòu)象式（紐曼式、鋸架式、楔形式）式、鋸架式、楔形式）2.總結(jié)書寫紐曼式、鋸架式、楔形式的規(guī)律總結(jié)書寫紐曼式、鋸架式、楔形式的規(guī)律第54頁/共93頁一、物態(tài) l規(guī)律：二、沸點(diǎn)二、沸點(diǎn) boiling pointl規(guī)律：規(guī)律：三、熔點(diǎn)三、熔點(diǎn) melting point l

17、規(guī)律：規(guī)律：隨相對分子質(zhì)量的增加，氣態(tài)隨相對分子質(zhì)量的增加，氣態(tài) 液態(tài)液態(tài) 固態(tài)固態(tài)A. C數(shù)增加，沸點(diǎn)升高；數(shù)增加，沸點(diǎn)升高；B.正烷烴沸點(diǎn)支鏈烷烴正烷烴沸點(diǎn)支鏈烷烴沸點(diǎn)沸點(diǎn)（同碳數(shù)）（同碳數(shù)）A. C數(shù)增加，熔點(diǎn)升高；數(shù)增加，熔點(diǎn)升高；B.偶數(shù)烷烴熔點(diǎn)奇數(shù)烷烴偶數(shù)烷烴熔點(diǎn)奇數(shù)烷烴熔點(diǎn)熔點(diǎn)第五節(jié) 烷烴的物理性質(zhì)第55頁/共93頁第56頁/共93頁 四、相對密度 規(guī)律: C數(shù)增加，相對密度(d)升高 五、溶解度 solubility 規(guī)律: 難溶于水，易溶于有機(jī)溶劑，尤其是烴類。 相似相溶 烷烴也是一種溶劑。如石油醚，它是含碳數(shù)較低的幾種烷烴的混合物，是實(shí)驗(yàn)室常用的溶劑。通常以沸程分為 石油醚

18、30-60（bp 3060） 石油醚60-90和石油醚90-120等。第57頁/共93頁一、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定 原因：（1）CC、CH 鍵的鍵能大，不易破裂化學(xué)鍵化學(xué)鍵 CC CH 鍵能鍵能/(kJmol-1) 345.6 415.3 （2）CC 鍵矩為鍵矩為0 ，CH 偶極矩很小，偶極矩很小，電子云分布均勻，為非極性分子電子云分布均勻，為非極性分子（3）鍵的斷裂：均裂）鍵的斷裂：均裂 第六節(jié) 烷烴的化學(xué)性質(zhì)第58頁/共93頁二、氧化（二、氧化（oxidation）反應(yīng)反應(yīng) （自由基反自由基反應(yīng)）應(yīng)） 1. 燃燒 用途：用作燃料（重要能源之一）用途：用作燃料（重要能源之一）當(dāng)體積比當(dāng)體積比CH4 O

19、2（空氣）空氣）= 1 2（10）瓦斯爆炸）瓦斯爆炸 第59頁/共93頁2. 控制氧化控制氧化 R：C20C30 代替動(dòng)植物油脂制造肥皂代替動(dòng)植物油脂制造肥皂 生產(chǎn)各種含氧衍生物：醇、醛、酸等生產(chǎn)各種含氧衍生物：醇、醛、酸等 第60頁/共93頁三、熱裂三、熱裂 （pyrolysis）反應(yīng)）反應(yīng) （自由（自由基反應(yīng)）基反應(yīng)） 1. 熱裂：在高溫及無氧條件下發(fā)生鍵斷裂的分解反應(yīng)。 生產(chǎn)燃料和化工原料生產(chǎn)燃料和化工原料 2. 催化熱裂：應(yīng)用催化劑的熱裂反應(yīng)稱催化熱裂反催化熱裂：應(yīng)用催化劑的熱裂反應(yīng)稱催化熱裂反應(yīng)生產(chǎn)高辛烷值汽油，提高汽油利用率應(yīng)生產(chǎn)高辛烷值汽油，提高汽油利用率 . 第61頁/共93頁

20、四、鹵代（四、鹵代（ helogenation ）反應(yīng)（自）反應(yīng)（自由基反應(yīng)）由基反應(yīng)） 用途：用途： 1）生產(chǎn)氯代甲烷混合溶劑；）生產(chǎn)氯代甲烷混合溶劑； 2）控制條件，制備一氯甲烷。）控制條件，制備一氯甲烷。1. 甲烷的氯代第62頁/共93頁2. 甲烷的鹵代甲烷的鹵代 鹵素的活性：鹵素的活性：F2 Cl2 Br2 I2 （1）為什么鹵代反應(yīng)不加控制則可得到混合產(chǎn)物？）為什么鹵代反應(yīng)不加控制則可得到混合產(chǎn)物？ （2）反應(yīng)體系中，有一氯甲烷、未反應(yīng)完的甲烷，）反應(yīng)體系中，有一氯甲烷、未反應(yīng)完的甲烷，如何分離？如何分離？ （3）為什么鹵素的活性：）為什么鹵素的活性：F2 Cl2 Br2 I2 ？

21、思考第63頁/共93頁 3. C3以上烷烴的鹵代以上烷烴的鹵代 第64頁/共93頁從反應(yīng)式中可看到：從反應(yīng)式中可看到： 同一化合物中，不同的氫原子被鹵代的產(chǎn)率不同； 同一化合物中，同一氫原子，不同的鹵素，氫被鹵代的產(chǎn)率不同。討論： （1）氫原子的鹵代反應(yīng)活性： 每個(gè)氫原子的反應(yīng)概率=產(chǎn)率/氫原子個(gè)數(shù)第65頁/共93頁氯代反應(yīng)中氫原子的反應(yīng)活性氯代反應(yīng)中氫原子的反應(yīng)活性： 1H： 43/67 64/97 2H： 57/2=28.5 3H： 36/1= 36 氯代：3H 2H 1H = 541 溴代：3H 2H 1H = 1600821（2）根據(jù)反應(yīng)活性，推測異構(gòu)體產(chǎn)率(自學(xué))思考：為什么氫原子的

22、鹵代反應(yīng)活性順序?yàn)?321？ 第66頁/共93頁反應(yīng)歷程（或反應(yīng)機(jī)理）： 化學(xué)反應(yīng)所經(jīng)歷的途徑或過程。研究內(nèi)容： 反應(yīng)步驟 反應(yīng)中心 價(jià)鍵變化 影響因素研究思路： 第七節(jié) 烷烴的鹵代反應(yīng)歷程（reaction mechanism）第67頁/共93頁一、甲烷的鹵代歷程一、甲烷的鹵代歷程 1. 甲烷和氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)事實(shí)： 第68頁/共93頁2. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，提出如下機(jī)理：根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)，提出如下機(jī)理： 鏈引發(fā)（chain initiation）： 鏈傳遞（鏈傳遞（chain propagation）：）： 第69頁/共93頁 理論上可把所有甲烷分子中的氫原子全奪理論上可把所有甲烷分子中的氫原子全奪

23、去。事實(shí)上，連鎖反應(yīng)不可能永久傳遞下去，去。事實(shí)上，連鎖反應(yīng)不可能永久傳遞下去，直到自由基互相結(jié)合或與惰性物種結(jié)合而失去直到自由基互相結(jié)合或與惰性物種結(jié)合而失去活性時(shí)，這個(gè)連續(xù)的反應(yīng)就終止了?；钚詴r(shí)，這個(gè)連續(xù)的反應(yīng)就終止了。第70頁/共93頁鏈終止（鏈終止（chain termination）：）： 第71頁/共93頁（1）請你用自由基鹵代反應(yīng)機(jī)理解釋甲烷氯代的實(shí)驗(yàn)）請你用自由基鹵代反應(yīng)機(jī)理解釋甲烷氯代的實(shí)驗(yàn)事實(shí)事實(shí) 。（2）為什么烷烴鹵代反應(yīng)易得到多鹵代物？）為什么烷烴鹵代反應(yīng)易得到多鹵代物？ 思考第72頁/共93頁二、鹵素對甲烷的相對反應(yīng)活性二、鹵素對甲烷的相對反應(yīng)活性 鹵素的相對反應(yīng)活性

24、為：氟 氯 溴 碘 反應(yīng)活性的解釋：1. 反應(yīng)熱（reaction enthalpy rHm）解釋rHm = (435.1+242.5) （351.4+431） = -104.8(kJmol1 )（放熱）放熱） 反應(yīng)熱：一般來說，放熱反應(yīng)較易進(jìn)行，反應(yīng)熱：一般來說，放熱反應(yīng)較易進(jìn)行， 而吸熱反應(yīng)較難進(jìn)行。而吸熱反應(yīng)較難進(jìn)行。 第73頁/共93頁甲烷鹵代的反應(yīng)熱甲烷鹵代的反應(yīng)熱rHm /（kJmol1 ） 反應(yīng)反應(yīng)FClBrI反應(yīng)（反應(yīng)（1）-129.7+4.1+66.9+136.4反應(yīng)（反應(yīng)（2）-292.9-108.9-104.6-83.7總反應(yīng)總反應(yīng)-422.6-104.8-37.3+52

25、.7第74頁/共93頁2. 活化能（活化能（activation energy ) 活化能：為使反應(yīng)發(fā)生而必須提供的最低能量。 活化能越低，反應(yīng)越易發(fā)生。活化能活化能EFEClEBrEI I(kJmol1)4.216.775.2137.9鹵素對烷烴的相對取代反應(yīng)活性：鹵素對烷烴的相對取代反應(yīng)活性： F2 Cl2 Br2 I I2第75頁/共93頁三、氫原子反應(yīng)活性與自由基的穩(wěn)定性三、氫原子反應(yīng)活性與自由基的穩(wěn)定性 1、氫原子的反應(yīng)活性 氫原子的反應(yīng)活性順序?yàn)椋?3 2 12、自由基及其穩(wěn)定性 自由基結(jié)構(gòu)：甲烷甲烷 CH4 甲基自由基甲基自由基 CH3 Csp3雜化雜化 Csp2雜化雜化 第76

26、頁/共93頁解離能：解離能： 同一類型的鍵（如CH）發(fā)生均裂時(shí)，鍵的解離能愈小，則自由基愈容易生成，生成的自由基也較穩(wěn)定。 自由基自由基自由基類自由基類型型1 1 1 2 3 CH解離能解離能kJmol1 435.1410410397.5 380.7 第77頁/共93頁自由基的穩(wěn)定性順序?yàn)椋鹤杂苫姆€(wěn)定性順序?yàn)椋? 2 1 CH3氫原子的反應(yīng)活性為：氫原子的反應(yīng)活性為： 3 2 1鹵代反應(yīng)的決速步驟：生成烷基自由基鹵代反應(yīng)的決速步驟：生成烷基自由基第78頁/共93頁一、反應(yīng)進(jìn)程的過渡態(tài)與能量變化1. 反應(yīng)進(jìn)程與過渡態(tài)（transition state）第八節(jié) 過渡態(tài)理論第79頁/共93頁2.

27、能量變化曲線圖能量變化曲線圖表示反應(yīng)進(jìn)程的能量變化表示反應(yīng)進(jìn)程的能量變化 a：反應(yīng)物位能（峰反應(yīng)物位能（峰谷）谷） b：過渡態(tài)位能（峰頂）過渡態(tài)位能（峰頂）c：產(chǎn)物位能產(chǎn)物位能 （峰谷）（峰谷）E：活化能活化能E：逆反應(yīng)的活化能逆反應(yīng)的活化能 H：反應(yīng)熱反應(yīng)熱思考：思考：（1）從能量變化的角度描）從能量變化的角度描述反應(yīng)進(jìn)程。述反應(yīng)進(jìn)程。（2）左圖表示的反應(yīng)是放）左圖表示的反應(yīng)是放熱還是吸熱？熱還是吸熱？（3）過渡態(tài)有什么特點(diǎn)？）過渡態(tài)有什么特點(diǎn)？（1）一步反應(yīng)第80頁/共93頁（2）多步驟反應(yīng)）多步驟反應(yīng) 第81頁/共93頁（1）指出兩圖向我們提供了什么反應(yīng)信息？（2）對于多步驟反應(yīng)，哪一步

28、是決速步驟？（3）如果反應(yīng)有兩個(gè)方向，如何控制反應(yīng)向預(yù)想方向進(jìn)行？思考第82頁/共93頁二、甲烷氯代反應(yīng)的能量變化二、甲烷氯代反應(yīng)的能量變化 鏈增長： 反應(yīng)反應(yīng) E/(kJmol1)H / (kJmol1) 16.74.14.2-109決速步驟：第一步?jīng)Q速步驟：第一步生成甲基自由基生成甲基自由基第83頁/共93頁第84頁/共93頁鏈終止：鏈終止： 思考：思考：請繪出鏈引發(fā)請繪出鏈引發(fā)（氯生成氯自由基）的（氯生成氯自由基）的能量曲線圖，描述反應(yīng)能量曲線圖，描述反應(yīng)進(jìn)程。進(jìn)程。 第85頁/共93頁三、過渡態(tài)與中間體、反應(yīng)熱與活化能三、過渡態(tài)與中間體、反應(yīng)熱與活化能 過渡態(tài)過渡態(tài)中間體中間體反應(yīng)的中間狀態(tài)反應(yīng)的中間狀態(tài)反應(yīng)中產(chǎn)生的活潑質(zhì)點(diǎn)反應(yīng)中產(chǎn)生的活潑質(zhì)點(diǎn)未被測出未被測出可測出（穩(wěn)定的中間體則可測出（穩(wěn)定的中間體則可分離）可分離）位能的最高點(diǎn)（峰頂位能的最高點(diǎn)（峰頂） 位能低于過渡態(tài)、高