有機(jī)化學(xué)-2第二章飽和烴ppt課件

1、第二章第二章 飽和烴飽和烴2-1 烷烷 烴烴2-2 環(huán)烷烴環(huán)烷烴2-1-1 烷烴的分類和異構(gòu)現(xiàn)象烷烴的分類和異構(gòu)現(xiàn)象烴：分子中只含烴：分子中只含 C、H 兩種元素的化合物。兩種元素的化合物。烴烴飽和烴飽和烴不飽和烴不飽和烴烷烷 烴烴環(huán)烷烴環(huán)烷烴烯烴烯烴炔烴炔烴CnH2n+2CnH2n同系列：具有同一分子通式，在組成上相差同系列：具有同一分子通式，在組成上相差 一個或幾個一個或幾個-CH2-的一系列化合物。的一系列化合物。同系物：同系列中的化合物彼此互為同系物。同系物：同系列中的化合物彼此互為同系物。 烷烴的同分異構(gòu)烷烴的同分異構(gòu)CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3CH3正丁烷正丁烷 異丁烷

2、異丁烷同分異構(gòu)：分子式相同，結(jié)構(gòu)不同。同分異構(gòu)：分子式相同，結(jié)構(gòu)不同。構(gòu)造異構(gòu)：分子式相同，分子內(nèi)原子原子間相互構(gòu)造異構(gòu)：分子式相同，分子內(nèi)原子原子間相互 連接的順序不同，即分子的構(gòu)造不同。連接的順序不同，即分子的構(gòu)造不同。碳架異構(gòu)：分子式相同，碳的骨架不同。碳架異構(gòu)：分子式相同，碳的骨架不同。2-1-2 烷烴的命名烷烴的命名一、普通命名法習(xí)慣命名法）CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3“天干天干”+“+“正異新正異新” ” 方式命名只適合于簡單的烷方式命名只適合于簡單的烷烴）烴）CH3CH3CHCH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CCH3CH3CH3正丁烷正丁烷 正戊烷

3、正戊烷異丁烷異丁烷 異戊烷異戊烷 新戊烷新戊烷二、衍生物命名法二、衍生物命名法三、系統(tǒng)命名法三、系統(tǒng)命名法1、碳原子的級、碳原子的級CH3CCH3CH3CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH2CH2CH3四甲基甲烷四甲基甲烷 二甲基正丙基異丙基甲烷二甲基正丙基異丙基甲烷CH3CCH3CH3CH2CHCH3CH3季季 4 仲仲 2 叔叔 3 伯伯 12、烷基的命名、烷基的命名CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH甲基甲基 乙基乙基 （正丙基（正丙基 異丙基異丙基CH3CH2CH2CH2CH3CH2CHCH3CH3CH3CHCH2 正丁基正丁基 二級仲丁基二級仲丁基 異丁基異丁基

4、n-Bu sec or s-Bu iso-BuCH3CCH3CH3CH3CH2CCH3CH3CH3CCH3CH3CH2 叔丁基叔丁基 叔戊基叔戊基 新戊基新戊基Tert or t-Bu neo-3、次序規(guī)則教材、次序規(guī)則教材P34）（1）、將各種取代基的連接原子，按原子序）、將各種取代基的連接原子，按原子序數(shù)大小排列，原子數(shù)大小排列，原子 序數(shù)大的順序在前。若為同位素，則質(zhì)序數(shù)大的順序在前。若為同位素，則質(zhì)量高的順序在前量高的順序在前（2）、若多原子基團(tuán)的第一個連接原子相同，）、若多原子基團(tuán)的第一個連接原子相同，則比較與它相連則比較與它相連 的其它原子，先比較原子序數(shù)最大的的其它原子，先比較原

5、子序數(shù)最大的原子，再比較第二原子，再比較第二 大的，依次類推。若第二層次的原子大的，依次類推。若第二層次的原子仍相同，則沿取代仍相同，則沿取代 鏈依次相比，直至比出大小為至。鏈依次相比，直至比出大小為至。各種原子或取代基按先后次序排列的規(guī)則各種原子或取代基按先后次序排列的規(guī)則I Br Cl F O N C D HHCH2CH2CHCH2CHHOCH3CH3CH3CH2Cl1234（3）、含不飽和鍵時排列順序大小的規(guī)則：連有雙鍵或）、含不飽和鍵時排列順序大小的規(guī)則：連有雙鍵或 叁鍵的原子可以認(rèn)為連有兩個或三個相同的原子叁鍵的原子可以認(rèn)為連有兩個或三個相同的原子4、命名步驟、命名步驟（1）、選主鏈

6、：選支鏈多的最長碳鏈為主鏈）、選主鏈：選支鏈多的最長碳鏈為主鏈C CHCH CH2CHCH3CH3CH3CH2CHCH3CHCH3CH2CH2CHCH3CHCH3CH3（2）、編位次：從靠近支鏈的一端開始依次用）、編位次：從靠近支鏈的一端開始依次用 阿拉伯?dāng)?shù)字編號，遵守阿拉伯?dāng)?shù)字編號，遵守“最低系列原則最低系列原則”（3）、寫全稱：按次序規(guī)則寫取代基和主鏈）、寫全稱：按次序規(guī)則寫取代基和主鏈2,3,5-三甲基三甲基-4-丙基庚烷丙基庚烷CH3CH2CHCH3CHCH3CH2CH2CHCH3CHCH3CH31234567CH3CHCH2CHCHCH3CH3CH3CH3CH3CH2CHCH3CHC

7、HCH3CH2CH2CHCH3CH3CH32,3,5-三甲基己烷三甲基己烷 2,5-二甲基二甲基-4-異丁基庚烷異丁基庚烷2,5-二甲基二甲基-4-（2-甲基丙基庚烷甲基丙基庚烷2,5-二甲基二甲基-3,4-二乙基己烷二乙基己烷 3-甲基甲基-3-乙基庚烷乙基庚烷 2-1-3 烷烴的構(gòu)象烷烴的構(gòu)象一、烷烴的結(jié)構(gòu)特征一、烷烴的結(jié)構(gòu)特征二、烷烴的構(gòu)象二、烷烴的構(gòu)象烷烴分子中的碳都是烷烴分子中的碳都是sp3sp3雜化。雜化。甲烷具有正四面體的結(jié)構(gòu)特征。甲烷具有正四面體的結(jié)構(gòu)特征。烷烴中的碳?xì)滏I和碳碳鍵都是烷烴中的碳?xì)滏I和碳碳鍵都是鍵鍵鍵的特點鍵的特點1 、電子云可以達(dá)到最大程度的重疊，所以比較牢固。

8、、電子云可以達(dá)到最大程度的重疊，所以比較牢固。2、旋轉(zhuǎn)時不破壞電子云重疊，所以、旋轉(zhuǎn)時不破壞電子云重疊，所以鍵可自由旋轉(zhuǎn)。鍵可自由旋轉(zhuǎn)。構(gòu)象構(gòu)象: :由于繞由于繞鍵軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中鍵軸旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中 原子原子( (團(tuán)團(tuán)) )在空間的不同排列結(jié)構(gòu)。在空間的不同排列結(jié)構(gòu)。1、乙烷的構(gòu)象、乙烷的構(gòu)象CCHHHHHHHHHHHHHHHHHHCCHHHHHHHHHHHHHHHHHH重重疊疊式式 楔形式楔形式 鋸架式鋸架式 紐曼式紐曼式 楔形式楔形式 鋸架式鋸架式 紐曼式紐曼式 交交叉叉式式- - - - - - -0 06 60 01 12 20 01 18 80 02 24 40 03 30

9、00 03 36 60 0k kj j. .m mo ol l- -1 11 12 2. .6 6乙烷分子不同構(gòu)象能量曲線圖乙烷分子不同構(gòu)象能量曲線圖交叉式構(gòu)象：兩個交叉式構(gòu)象：兩個C C上氫相距最遠(yuǎn)，上氫相距最遠(yuǎn)，C-HC-H鍵的鍵的電子電子對斥力最小，能量最低，最穩(wěn)定。稱為優(yōu)勢構(gòu)象。對斥力最小，能量最低，最穩(wěn)定。稱為優(yōu)勢構(gòu)象。2、丁烷的構(gòu)象、丁烷的構(gòu)象HHHHCH3H3CHHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3CH3CCHHHHCH3 全重疊式全重疊式 鄰位交叉式鄰位交叉式 部分重疊式部分重疊式 對位交叉式對位交叉式 （順疊式）（順疊式） （順錯式）（順錯式） （反錯式

10、）（反錯式） （反疊式）（反疊式）- - - - - -0 06 60 01 12 20 01 18 80 02 24 40 03 30 00 03 36 60 0H HCH3HHCH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHH3CHCH3HHHHCH3CH3HHHHCH3CH3HHHH3CHCH3HH能量：全重疊式部分重疊式鄰位交叉式對位交叉式能量：全重疊式部分重疊式鄰位交叉式對位交叉式對位交叉式是優(yōu)勢構(gòu)象對位交叉式是優(yōu)勢構(gòu)象( (最穩(wěn)定構(gòu)象最穩(wěn)定構(gòu)象) )2-1-4 烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)一、沸點一、沸點沸點大小取決于分子間的作用力沸點大小取決于分子間的作用力烷烴沸點的特點烷烴

11、沸點的特點（1沸點一般很低。沸點一般很低。（2隨相對分子質(zhì)量增大而增大。隨相對分子質(zhì)量增大而增大。（3相對分子質(zhì)量相同、支鏈多、沸點低。相對分子質(zhì)量相同、支鏈多、沸點低。（4分子量相同、支鏈相同，對稱性越好，沸點分子量相同、支鏈相同，對稱性越好，沸點越高越高CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3CH3CHCH3CHCH3CH3CH3CCH2CH3CH3CH336.1 27.9 9.558 49.7二、熔點二、熔點取決于分子間的作用力和晶格堆積的密集度取決于分子間的作用力和晶格堆積的密集度烷烴熔點的特點烷烴熔點的特點 （1） 隨相對分子質(zhì)量增大隨相對

12、分子質(zhì)量增大 而增大。而增大。 （2） 偶數(shù)碳烷烴比奇數(shù)碳偶數(shù)碳烷烴比奇數(shù)碳 烷烴的熔點升高值大。烷烴的熔點升高值大。（3相對分子質(zhì)量相同的烷相對分子質(zhì)量相同的烷 烴，叉鏈增多，熔點下降烴，叉鏈增多，熔點下降 （結(jié)構(gòu)對稱性好，熔點較高）。（結(jié)構(gòu)對稱性好，熔點較高）。偶數(shù)碳偶數(shù)碳奇數(shù)碳奇數(shù)碳CH3CH2CH2CH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3CCH3CH3CH3-129.7 -160 -16.62-1-5 烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)一、總體特點一、總體特點二、自由基取代反應(yīng)鹵化反應(yīng)）二、自由基取代反應(yīng)鹵化反應(yīng)）1、穩(wěn)定。對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑一般不反應(yīng)、穩(wěn)定。對強(qiáng)酸、強(qiáng)堿

13、、強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑一般不反應(yīng)2、烷烴的多數(shù)反應(yīng)都是通過自由基機(jī)理進(jìn)行的。、烷烴的多數(shù)反應(yīng)都是通過自由基機(jī)理進(jìn)行的。CH3CH3+Cl2420hvCH3CH2ClCl+Cl2取代反應(yīng)：分子中的原子或基團(tuán)被其它原子或基團(tuán)取代的反取代反應(yīng)：分子中的原子或基團(tuán)被其它原子或基團(tuán)取代的反應(yīng)應(yīng)自由基取代反應(yīng)：通過自由基取代分子中的自由基取代反應(yīng)：通過自由基取代分子中的 原子或基團(tuán)取代的反應(yīng)。原子或基團(tuán)取代的反應(yīng)。1、鹵代反應(yīng)的機(jī)理、鹵代反應(yīng)的機(jī)理CH4hv+Cl2CH3ClHCl+Cl2hvCl2CH4+ ClCH3HCl+CH3+ Cl2CH3Cl+ Cl+ClClCl2反應(yīng)式反應(yīng)式反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)過程的詳

14、細(xì)描述）反應(yīng)機(jī)理反應(yīng)過程的詳細(xì)描述）鏈引發(fā)鏈引發(fā)鏈增長鏈增長鏈終止鏈終止2、烷烴鹵代反應(yīng)的取向、烷烴鹵代反應(yīng)的取向CH3CH2CH2CH3+ Cl2hvCH3CH2CH2CH2ClCH3CH2CHCH3Cl+28% 72%CH3CHCH3CH3+ Cl2hvCH3CHCH2CH3ClCCH3CH3CH3Cl+63% 37%VH1：VH2= 28/6 ：72/4 = 1 : 4VH3：VH1= 63/9 ：37/1 = 1 : 5.3VH1：VH2VH3：= 1 : 4 : 5.3H1H2H3活性：活性：CH3-HCH3CHCH2CH3CH3CH3CHCH2CH2CH3CH3CHCHCH3CH3

15、CH3CCH2CH3CH3H+H+H+ H=405.8 kj / mol H=393.3 kj / mol H=376.6 kj / mol自由基的穩(wěn)定性：自由基的穩(wěn)定性：3 2 1(CH3)3C(CH3)2CHCH3CH2CH33、 鹵代反應(yīng)中鹵代反應(yīng)中X2的活性比較的活性比較H / Kj mol-1FClBrI-130+4+71+138-297-107-100-84-427-103-29+54反應(yīng)過程反應(yīng)過程CH4+ XCH3HX+CH3+X2CH3X + XH1、氟化反應(yīng)難以控制。、氟化反應(yīng)難以控制。2、碘化反應(yīng)一般不用。碘自由基是不活潑的自由基。、碘化反應(yīng)一般不用。碘自由基是不活潑的自

16、由基。3、氯化和溴化反應(yīng)常用，氯化比溴化反應(yīng)快、氯化和溴化反應(yīng)常用，氯化比溴化反應(yīng)快5萬倍。萬倍。鹵素的相對反應(yīng)活性：鹵素的相對反應(yīng)活性：F2 Cl2 Br2 I22-2-1 環(huán)烷烴的命名環(huán)烷烴的命名CH3CH3CH3CH3CH21,3-二甲基環(huán)戊烷二甲基環(huán)戊烷 1-甲基甲基-3-乙基環(huán)己烷乙基環(huán)己烷CH3CH2CHCH2CH3CH2CH23-環(huán)戊基戊烷環(huán)戊基戊烷 1,2-二環(huán)己基乙烷二環(huán)己基乙烷2-2-2 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) 單環(huán)烷烴的分類單環(huán)烷烴的分類n=3、4 小環(huán)化合物小環(huán)化合物n=5、6、7 普通環(huán)化合普通環(huán)化合物物 （五、六元環(huán)最穩(wěn)定）（五、六元環(huán)最穩(wěn)定）n=8、9、10、1

17、1 中環(huán)化合物中環(huán)化合物n12 大環(huán)化合物大環(huán)化合物單環(huán)烷烴的通式：單環(huán)烷烴的通式：CnH2nCnH2n一、環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性一、環(huán)烷烴的燃燒熱與環(huán)的穩(wěn)定性燃燒熱：燃燒熱：1mol純烷烴完全燃燒生成純烷烴完全燃燒生成CO2和水時放出的熱。和水時放出的熱。每個每個 CH2-的燃燒熱應(yīng)該是相同的，約為的燃燒熱應(yīng)該是相同的，約為658.6 kjmol-1。分子燃燒熱分子燃燒熱（kjmol-1）-CH2-的平均燃的平均燃燒熱（燒熱（kjmol-1）環(huán)丙烷環(huán)丙烷2091697.1環(huán)丁烷環(huán)丁烷2744686.2環(huán)戊烷環(huán)戊烷3320664.0環(huán)己烷環(huán)己烷3951658.6環(huán)庚烷環(huán)庚烷4637662.

18、4環(huán)辛烷環(huán)辛烷5310663.6環(huán)壬烷環(huán)壬烷5981664.1環(huán)癸烷環(huán)癸烷6636663.6開鏈烷烴開鏈烷烴658.6稱號稱號Baeyer張力學(xué)說張力學(xué)說1885）張力學(xué)說提出的基礎(chǔ)張力學(xué)說提出的基礎(chǔ)所有的碳都應(yīng)有正四面體結(jié)構(gòu)。所有的碳都應(yīng)有正四面體結(jié)構(gòu)。碳原子成環(huán)后，所有成環(huán)的碳原子都處在同一平面碳原子成環(huán)后，所有成環(huán)的碳原子都處在同一平面上當(dāng)環(huán)碳原子大于上當(dāng)環(huán)碳原子大于4時，這一點是不正確的）。時，這一點是不正確的）。當(dāng)碳原子的鍵角偏離當(dāng)碳原子的鍵角偏離10928時，便會產(chǎn)生一種時，便會產(chǎn)生一種恢復(fù)正常鍵角的力量。這種力就稱為角張力。鍵恢復(fù)正常鍵角的力量。這種力就稱為角張力。鍵角偏離正常鍵角越多，角張力就越大。角偏離正常鍵角越多，角張力就越大。 偏轉(zhuǎn)角度偏轉(zhuǎn)角度= 210928 - 內(nèi)角內(nèi)角張力學(xué)說的內(nèi)容張力學(xué)說的內(nèi)容60。109.5。24。44(10928-60)/2=2444 N = 3 4 5 6 7 偏轉(zhuǎn)角度偏轉(zhuǎn)角度 24o44 9o44 0o44 -5o16 -9o33從偏轉(zhuǎn)角度來看，五員環(huán)應(yīng)最穩(wěn)定，大于五員或小于五從偏轉(zhuǎn)角度來看，五員環(huán)應(yīng)最穩(wěn)定，大于五員或小于五員環(huán)都將越來越不穩(wěn)定。但實際上，五員、六