有機化學(xué) 第2章(二定稿-化學(xué))教材課件

第二章烷烴(Alkanes)第一節(jié)同序列及同分異構(gòu)第二節(jié)命名第三節(jié)構(gòu)型第四節(jié)構(gòu)象第五節(jié)物理性質(zhì)第六節(jié)化學(xué)性質(zhì)第七節(jié)鹵代反應(yīng)歷程第八節(jié)制備2025/4/5第一節(jié)同序列和同分異構(gòu)一.同序列2025/4/52025/4/5第二節(jié)命名一.普通命名法甲乙丙丁戊己庚辛壬癸正異新2025/4/5直鏈烷烴——正

結(jié)構(gòu)(端位第2個C有2個CH3)——異CH3-CH-CH3

結(jié)構(gòu)(端位第2個C有3個CH3)——新CH3-C-CH3CH3異戊烷CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH-CH2-CH3CH3-C-CH3CH3CH3CH3正戊烷新戊烷2025/4/5（R－）CnH2n＋1縮寫名稱構(gòu)造式縮寫名稱構(gòu)造式CH3-CH-CH3CH3-CH2-CH-CH3-CH-CH2CH3CH3-C-CH3CH3CH3-CH3-CH2CH3-CH2CH2CH3-CH2(CH2)2CH3甲基乙基正丙基異丙基正丁基異丁基-CH2CH2CHCH3CH3-CH2-C-CH3CH3CH3-C-CH2CH3CH3CH3仲丁基叔丁基叔戊基新戊基異戊基MeEtn-Pri-Prn-Bui-Bus-But-Bui-Pentt-Pentneo-

Pent烷基名稱2025/4/5SystematicNomenclature

InternationalUnionofPureandAppliedChemistryIUPACCommitteeonOrganicNomenclature系統(tǒng)命名法2025/4/5①選取主鏈——最長的碳鏈②編號——使取代基具有最低編號CH3-CH2-CH2-CH-CH3CH2-CH3CH3-CHCH2CH-CH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH2CHCH2CH-CH2CH2CH3CH3CH2CH32165432167834512345678系統(tǒng)命名法2025/4/5

使取代基具有“最低系列”的編號順次逐項比較各系列的不同位次，最先遇到位次最小者定為最低系列CH3CHCH2CH2CH2CH2CH—CHCH2CH3CH3

CH3CH3123456789102,7,8-三甲基癸烷3,4,9-三甲基癸烷2025/4/5

Ifyoucannamethis,

youcannameanything!123456

7

894-Isopropyl-2,6,6-trimethylnonane2025/4/5

ThisShouldBeFun

123

1234567895-(1-Ethyl-1-methylpropyl)-5-propylnonane2025/4/5

GoodLuck!7-(1,1-Dimethylbutyl)-3-ethyl-7-methyldodecane2025/4/5碳原子的類型2025/4/5DegreeofSubstitution

2025/4/5DegreeofSubstitution

1。1°

1°3°2°3°2°4°1°

1°3°2°

1°2°1°

2025/4/5

第三節(jié)烷烴的構(gòu)型構(gòu)型（Constitution）

具有一定構(gòu)造的分子中原子在空間的排列狀況2025/4/5

TetrahedralGeometry

Kekulé模型

2025/4/5Kekulé模型2025/4/5丁烷的斯陶特模型2025/4/52025/4/5第四節(jié)烷烴的構(gòu)象

Conformation：一定構(gòu)型的分子通過單鍵旋轉(zhuǎn)，形成各原子或原子團的空間排布Differentarrangementsofatomswithinamoleculethatcanbeconvertedintooneanothermerelybyrotationaboutsinglebonds.2025/4/5一.乙烷的構(gòu)象

(

EthaneStaggeredConformation)SideViewEndView交叉式構(gòu)象

2025/4/5

Ethane

(eclipsedconformation)SideViewEndView重疊式構(gòu)象2025/4/52025/4/5傘式鋸架式Newman式

交叉式構(gòu)象重疊式構(gòu)象2025/4/5C-H鍵長C-C鍵長鍵角兩面角兩氫相距110.7pm154pm109.3o60o250pm110.7pm154pm109.3o0o229pm250pm>240pm>229pmE重疊>E交叉

E=12.1KJmol-12025/4/5乙烷構(gòu)象勢能關(guān)系圖非鍵連相互作用不直接相連的原子間排斥力轉(zhuǎn)動能壘分子由穩(wěn)定構(gòu)象轉(zhuǎn)為不穩(wěn)定構(gòu)象所必須的最低能量（25°,轉(zhuǎn)速1011次/秒）

扭轉(zhuǎn)張力

非穩(wěn)定構(gòu)象具有恢復(fù)成穩(wěn)定構(gòu)象的力量2025/4/5

乙烷衍生物的構(gòu)象分布

對位交叉1，2-二氯乙烷70%1，2-二溴乙烷84%-91%1，2-二苯乙烷>90%2025/4/5三、丁烷的構(gòu)象2025/4/52025/4/52025/4/5對位交叉鄰位交叉部分重疊全重疊穩(wěn)定性：對位交叉(aP)﹥鄰位交叉(SC)﹥部分重疊(aC)﹥?nèi)丿B(SP)2025/4/515%15%70%正丁烷的構(gòu)象分布2025/4/5丙烷的構(gòu)象交叉式重疊式

E=13.3KJmol-12025/4/5高級烷烴2025/4/5第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)≤C4

gasC5

C16

liquid≥C17

solid2025/4/5正烷烴的Bp隨C數(shù)的增多而升高正烷烴的Bp高于它的異構(gòu)體b.p.CH3(CH2)2CH3-0.5(CH3)2CHCH3-10.2CH3(CH2)3CH336.1(CH3)2CHCH2CH327.9C(CH3)49.5分子間范德華力越大，Bp越高2025/4/5（1）隨Mr增大而增大（2）偶數(shù)碳烷烴比奇數(shù)碳烷烴的Mp升高值大（3）叉鏈增多，Mp下降奇數(shù)碳偶數(shù)碳分子間的作用力晶格堆積的密集度熔點2025/4/5m.p.(CH3)2CCH2CH3-159.9CH3(CH2)3CH3-129.7(CH3)4C-16.6溶解度

likedissolveslike2025/4/5

第六節(jié)烷烴的化學(xué)性質(zhì)

一.氧化

烷烴氧化成含氧衍生物：醇、醛、羧酸2025/4/5二.熱裂

在高溫和無氧下鍵斷裂

2025/4/5

三、鹵代反應(yīng)

2025/4/52025/4/5第七節(jié)烷烴鹵代反應(yīng)歷程

Reaction

mechanism一、甲烷的鹵代歷程

Experimental1.黑暗下不加熱，無反應(yīng)2.光照下反應(yīng)3.氧氣延緩反應(yīng)的發(fā)生

2025/4/5自由基

可能結(jié)構(gòu)（1）剛性角錐體（2）迅速翻轉(zhuǎn)的角錐體（3）平面型2025/4/5自由基的產(chǎn)生熱均裂輻射均裂單電子轉(zhuǎn)移的氧化還原光H2O2+Fe2+HO?+HO-+Fe3+RCOO-RCOO?-e-電解2025/4/52025/4/5過渡態(tài)(TransitionState,T.S)理論特點:（1）舊鍵未完全斷開，新鍵未完全形成（2）能量高（3）極不穩(wěn)定，不能分離得到=2025/4/52025/4/5甲烷的氯代機理鏈引發(fā)鏈增長鏈終止

H=7.5KJ/molEa=16.7KJ/mol

H=-112.9KJ/molEa=8.3KJ/mol2025/4/5Hammond假設(shè)：過渡態(tài)與能量相近的分子的結(jié)構(gòu)相近似2025/4/5

X+CH3-H

CH3+H-XFClBrI439.3568.2431.8366.1298.3-128.9+7.5+73.2+141

HEa(KJ/mol)

+4.2+16.7+75.3>+141總反應(yīng)熱(KJ/moL)

F(-426.8)Cl(-104.6)Br(-30.96)I(53.97)1.氟代難以控制2.碘代一般不用3.氯代比溴代快5萬倍甲烷鹵代反應(yīng)的比較2025/4/5相對反應(yīng)活性

F2>Cl2>Br2>I22025/4/5氯代選擇性V:V=28/6:72/4=1:4

1oH2oH1oHV

:V=63/9:37/1=1:5.3

3oH

V:V:V=1:4:5.31o