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1、烷烃jppt课件 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节、烷烃l l烷烃的相关概念。烷烃的相关概念。l l烃烃。l l烃的分类烃的分类。l l烷烃烷烃。l l同系列同系列和和同分异构同分异构。l l烷烃的结构烷烃的结构l l烷烃的命名。烷烃的命名。l l烷基的定义烷基的定义。l普通命名法。l系统命名法。l物理性质。l化学性质。1.1 烃只由碳、氢两种元素组成的有机化合物叫碳氢化合物，简称烃。常见的烃有：石油、天然气、沼气、煤矿坑道气等。1.2 烃的

2、分类饱和烃：饱和烃：饱和烃：饱和烃：烷烃：烷烃：烷烃：烷烃：CH4 开链烃开链烃开链烃开链烃烯烃：烯烃：烯烃：烯烃：CH2 CH2 （脂肪烃）（脂肪烃）（脂肪烃）（脂肪烃）不饱和烃不饱和烃不饱和烃不饱和烃炔烃：炔烃：炔烃：炔烃：CH CH烃烃烃烃脂环烃：脂环烃：脂环烃：脂环烃：环烃环烃环烃环烃芳香烃：芳香烃：芳香烃：芳香烃：1.3 烷烃在脂肪烃分子中，如果碳原子与碳原子之间都在脂肪烃分子中，如果碳原子与碳原子之间都以单键相连接，其余碳价都与氢结合而完全饱以单键相连接，其余碳价都与氢结合而完全饱和，则称为饱和烃，即烷烃。和，则称为饱和烃，即烷烃。简单地说：分子中的简单地说：分子中的C

3、C、H H原子之间全部都以单原子之间全部都以单键相连接而成的开链烃叫做烷烃。键相连接而成的开链烃叫做烷烃。CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3(CH4)(C2H6)(C3H8)CnH2n+2(烷的通烷的通式式)同系列：同系列：具有同一个通式，具有同一个通式，结构和化学性质相似结构和化学性质相似结构和化学性质相似结构和化学性质相似在组成上相差一个或几个在组成上相差一个或几个CHCH2 2的一系列化合物。的一系列化合物。同系差：同系差：同系列组成上的差异同系列组成上的差异CHCH2 2。同系物：同系物：同系列中的化合物彼此互为同系物。同系列中的化合物彼此互为同系物。烷烃的同系列及同分异构现象烷

4、烃的同系列及同分异构现象一、一、一、一、烷烃的同系列烷烃的同系列烷烃的同系列烷烃的同系列最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙烷烷烷烷、丁烷、戊烷、丁烷、戊烷、丁烷、戊烷、丁烷、戊烷等，它们组成了烷烃等，它们组成了烷烃等，它们组成了烷烃等，它们组成了烷烃的同系列的同系列的同系列的同系列分子式分子式分子式分子式构造式构造式构造式构造式构造简式构造简式构造简式构造简式 CHCHCHCH4 4 4 4CHCHCHCH3 3 3 3CHCHCHCH3 3 3 3甲烷甲烷甲烷甲烷 CH CH CH CH

5、4 4 4 4 乙烷乙烷乙烷乙烷 C C C C2 2 2 2H H H H6 6 6 6 丙烷丙烷丙烷丙烷 C C C C3 3 3 3H H H H8 8 8 8 CHCHCHCH3 3 3 3CHCHCHCH2 2 2 2CHCHCHCH3 3 3 3 丁烷丁烷丁烷丁烷 C C C C4 4 4 4H H H H10101010 CHCHCHCH3 3 3 3CHCHCHCH2 2 2 2CHCHCHCH2 2 2 2CHCHCHCH3 3 3 3 烷烃的同分异构现象烷烃的同分异构现象烷烃的同分异构现象烷烃的同分异构现象1 1 1 1异构现象异构现象异构现象异构现象同分异构体：同分异构体

6、：具有相同分子式的不同化合物。具有相同分子式的不同化合物。构造异构体：构造异构体：具有相同分子式，分子中原子或基团因连接顺具有相同分子式，分子中原子或基团因连接顺序不同而产生的异构体。序不同而产生的异构体。碳架异构：碳架异构：由碳架不同引起的异构由碳架不同引起的异构(属构造异构属构造异构)开链烷烃的开链烷烃的构造异构构造异构只有只有碳架异构碳架异构u甲烷、乙烷、丙烷没有异构体。甲烷、乙烷、丙烷没有异构体。正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷再如己烷再如己烷:(共共5种异构体种异构体)1）最长直链式：最长直链式：CCCCCC2）缩短一个碳：缩短一个碳：3)缩短二个碳：缩短二个碳：CCCCC

7、CCCCCC CCHHHHKekuleKekule模型模型StuartStuart模型模型楔形式楔形式3 烷烃的烷烃的立体结构立体结构1）结构的表示方法）结构的表示方法实线表示在纸平面，粗线表实线表示在纸平面，粗线表示指向纸外，虚线表示指向示指向纸外，虚线表示指向纸内。纸内。H 1S1 重叠重叠SP3S109.50代表代表 H代表代表 C2）甲烷和乙烷分子的形成）甲烷和乙烷分子的形成甲烷分子呈四面体形，碳原子位于正四面体的中心，4个氢原子在四个顶点上。4 4个个CHCH键对称分布，完全等同，键角均为键对称分布，完全等同，键角均为1092810928。构造式：CH4乙烷乙烷 SP SP3 3S

8、CH S CH SPSP3 3 SPSP3 3 CC CC H H H H HCCH HCCH H H H H Stuart模型KekuleKekule模型模型SP3SP3CCCC键键可以自由可以自由旋转旋转在乙烷分子中，CC键的自由旋转，使得分子中的6个H原子的相对位置随之而变化，因而形成了无数的构象。3）丙烷及其以上的烷烃）丙烷及其以上的烷烃1.1.4 烷烃的构象烷烃的构象1 1）概念：分子由于单键的旋转而呈现的（一般可相互）概念：分子由于单键的旋转而呈现的（一般可相互）概念：分子由于单键的旋转而呈现的（一般可相互）概念：分子由于单键的旋转而呈现的（一般可相互转变的）空间形象。转变的）空间

9、形象。转变的）空间形象。转变的）空间形象。2 2）乙烷的构象）乙烷的构象）乙烷的构象）乙烷的构象交叉式交叉式构象：两个碳原子上的构象：两个碳原子上的氢原子彼此距离最远，处于相氢原子彼此距离最远，处于相互互交叉交叉位置。位置。重叠式重叠式构象构象：两个碳原子上的两个碳原子上的氢原子彼此距离最近，处于相氢原子彼此距离最近，处于相互互重叠重叠位置。位置。构象可用构象可用透视式透视式（锯架式）、（锯架式）、纽蔓投影式纽蔓投影式或或楔型式楔型式来表示来表示透视式：眼睛从透视式：眼睛从C-C键轴斜键轴斜450方向看方向看纽蔓投影式：眼睛从纽蔓投影式：眼睛从C-C键轴线上看键轴线上看楔型式（伞形式）：是眼睛

10、垂直于键轴方向看楔型式（伞形式）：是眼睛垂直于键轴方向看重叠式构象重叠式构象乙烷的构象不同构象的内能曲线不同构象的内能曲线12.5HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH能量/KJmol-1CC旋转角度060120交叉式交叉式重叠式乙烷中乙烷中键的旋转键的旋转乙烷的构象1.1.构象异构体中内能最低稳定性最好的构象叫做构象异构体中内能最低稳定性最好的构象叫做优势构象优势构象。2.2.乙烷的乙烷的交叉式构象交叉式构象是其优势构象。是其优势构象。重叠式重叠式交叉式交叉式HHHHHH丁烷的构象固定C1和C4，只让C2C3旋转，每旋转60得一典型构象，共有四种典型构象。丁烷的构象CH3CH3HH

11、HHCH3HHHHCH3CH3CH3HHHHHCH3H3CHHHCH3HHHHCH3CH3HHHHCH3I、全重叠式全重叠式II、邻位交叉式邻位交叉式III、部分重叠式部分重叠式IV、对位交叉对位交叉式式II、邻位交叉式邻位交叉式III、部分重叠部分重叠式式丁烷的构象丁烷的构象丁烷的构象:14321CH3H3CHHHHCH3HHHHCH3H3CCH3HHHHCH3HHHHH3CCH3CH3HHHHH3CCH3HHHHCH3CH3HHHH能量/KJmol-1CC旋转角度060120360180240300丁烷的构象1.1.丁烷的四种典型构象的内能排序：全重叠式部分重叠丁烷的四种典型构象的内能排序

12、：全重叠式部分重叠式邻位交叉式对位交叉式式邻位交叉式对位交叉式2.2.丁烷的优势构象是：丁烷的优势构象是：对位交叉式对位交叉式3.3.由于碳的价键呈四面体分布，由于碳的价键呈四面体分布，且且CCCC键可自由旋转，再加键可自由旋转，再加上交叉式构象能量最低，因此上交叉式构象能量最低，因此n nc c33的直链烷烃是锯齿型的的直链烷烃是锯齿型的。烷烃分子中碳、氢原子的类型：烷烃分子中碳、氢原子的类型：伯伯C：1 伯伯H 3个个仲仲C：2 仲仲H 2个个叔叔C：3 叔叔H 1个个季季C：4对应 CH3|CH3CH2CHCCH3|CH3 CH3 1 2 3 4 1 1 1碳、氢原子的类型3.1 烷基的

13、定义1.1.烷烃分子中去掉一个烷烃分子中去掉一个H H后所剩下的原子团叫做后所剩下的原子团叫做烷基，用烷基，用RR表示，其通式为表示，其通式为 C Cn nH H2n+12n+1。从分。从分子中去掉同一个碳原子上的两个氢原子后余下子中去掉同一个碳原子上的两个氢原子后余下的部分称为亚烷基，用的部分称为亚烷基，用 R R表示。表示。3.1 烷基的定义CH3甲基CH3CH2乙基CH3CH2CH2正丙基CH3 CHCH3异丙基CH3CH2CH2CH2正丁基CH3 CHCH2CH3异丁基 CH3|CH3CH2CH仲丁基 CH3|CH3C|CH3叔丁基 CH2亚甲基 CHCH3亚乙基常见烷基的命名：3.

14、2 次序规则立体化学中为了比较原子或基团在空间排列的立体化学中为了比较原子或基团在空间排列的次序而制定的规则。现在只介绍排列较优基团次序而制定的规则。现在只介绍排列较优基团的方法。的方法。1.将各取代基中和母体相连的原子按原子序数的大小排列，原子序数大的为较优基团。Cl F O N C H 如如:Cl OH CH3 OH CHOO|-C-H3.2 次序规则1.如果取代基中与母体相连的第一个原子相同，则比较与该第一个原子相连的第二个原子的原子序数的大小，若第二个原子也相同，则比较第三个原子，依次类推。CH3CH2CH2 CH3CH2 CH3 CH3 CH3|CH3CH2CH CH3CH CH3C

15、H2CH23.3 普通命名法1.1.根据分子中根据分子中C C原子的总数，命名为原子的总数，命名为“某某”烷。碳原子数烷。碳原子数少于少于1111的用的用甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸表示；表示；1111及以上的用汉字十一、十二、十三及以上的用汉字十一、十二、十三表示。表示。2.2.没有支链的烷烃，在名称前加一个没有支链的烷烃，在名称前加一个“正正”字，即称为正字，即称为正“某某”烷。烷。3.3.在碳链首端第二个在碳链首端第二个C C原子上有一个甲基，其它原子上有一个甲基，其它C C上无支上无支链的，称为链的，称为“异某异某”烷。烷。4.4.在碳链

16、首端第二个在碳链首端第二个C C原子上有二个甲基，其它原子上有二个甲基，其它C C上无支上无支链的称为链的称为“新某烷新某烷”。3.3 普通命名法普通命名法举例：普通命名法举例：CH3CH2CH3 CH3|CH3CHCH3CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH2)14CH3|CH3 CH3|CH3CCH3|CH3正丙烷正丙烷正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷新戊烷新戊烷异十八烷异十八烷?CH4 CH3CH3甲烷甲烷乙烷乙烷3.4 系统命名法（IUPAC）1.1.直链烷烃：直链烷烃：称称“某某”烷，不加烷，不加“正正”字。字。2.2.支链烷烃：支链烷烃：1.1.选择主链：以分子中最长的碳链作为主链，根据

17、主链选择主链：以分子中最长的碳链作为主链，根据主链选择主链：以分子中最长的碳链作为主链，根据主链选择主链：以分子中最长的碳链作为主链，根据主链所含的所含的所含的所含的C C总数称为总数称为总数称为总数称为“某某某某”烷，将支链看作取代基。烷，将支链看作取代基。烷，将支链看作取代基。烷，将支链看作取代基。3.4 系统命名法（IUPAC）CH3CHCH2CHCH2C2H5|CH2 CHCH3|CH3 CH2CH38个碳个碳8个碳个碳当有当有两个以上两个以上的的等长等长碳链可供选择时，碳链可供选择时，选择选择支链最多支链最多的碳链为主碳链。的碳链为主碳链。有四个支链有四个支链3.4 系统命名法（I

18、UPAC）编号：编号：1.从距支链最近端开始，将主链上的从距支链最近端开始，将主链上的C原子用阿拉伯数字编号，原子用阿拉伯数字编号，支链的位置用与之相连的主链支链的位置用与之相连的主链C原子的编号标明。原子的编号标明。b.最近端相同，遵循最近端相同，遵循最低系列最低系列原则，即原则，即逐个比较逐个比较两组编号两组编号法中表示取代基位置的数字，最先遇到法中表示取代基位置的数字，最先遇到较小位次较小位次的的为最低系列。为最低系列。c.两组编号大小相同，选择较小基团编号小的一组。两组编号大小相同，选择较小基团编号小的一组。CH3CHCH2CHCH2C2H5|CH2 CHCH3|CH3 CH2CH33

19、 4 526 1 7 86 5 47 38 8 2 13,5,63,4,62.4 系统命名法（IUPAC）书写：书写：书写：书写：1.1.支链写在母体前面，标注支链的编号写在支链名称前，数字与支链写在母体前面，标注支链的编号写在支链名称前，数字与支链写在母体前面，标注支链的编号写在支链名称前，数字与支链写在母体前面，标注支链的编号写在支链名称前，数字与汉字间用汉字间用汉字间用汉字间用“”“”连接。连接。连接。连接。2.2.相同的取代基要合并，其个数用汉字相同的取代基要合并，其个数用汉字相同的取代基要合并，其个数用汉字相同的取代基要合并，其个数用汉字“二、三、四二、三、四二、三、四二、三、四”表

20、表表表示，写在名称前，其编号之间用逗号示，写在名称前，其编号之间用逗号示，写在名称前，其编号之间用逗号示，写在名称前，其编号之间用逗号“，”连接。连接。连接。连接。3.3.不同的取代基按不同的取代基按不同的取代基按不同的取代基按“次序规则次序规则次序规则次序规则”排列排列排列排列,较优基团排在后面。较优基团排在后面。较优基团排在后面。较优基团排在后面。4.4.同一个同一个同一个同一个C C原子上有两个相同取代基，其编号应重复写两次。原子上有两个相同取代基，其编号应重复写两次。原子上有两个相同取代基，其编号应重复写两次。原子上有两个相同取代基，其编号应重复写两次。CH3CHCH2CHCH2C2H

22、H32乙基丁烷乙基丁烷3甲基戊烷甲基戊烷CH3CH2CHCHCH3|CH3 CH33,42甲基戊烷甲基戊烷2,3二甲基戊烷二甲基戊烷四、物理性质1.1.比重比重1T)Tb b异丁烷异丁烷(-10.2(-10.2)支链数相同：支链数相同：对称性对称性对称性对称性，b.pb.p；36.19.5bp沸点沸点0C0 36.12 9.5支链数支链数1 28增增大大降降低低mp熔点熔点0Cbp沸点沸点0C6963.360.358.049.70 94.01 1181 1542 1292 98支链数支链数增增大大四、物理性质5.5.溶解度溶解度相似相溶，不溶于水，易溶于有机溶剂。4.4.熔点熔点:与与MM，S

23、 S表，表，对称对称性，晶格的性，晶格的排列等相关排列等相关4.2 物理性质例题1.1.戊烷（戊烷（C5H12C5H12）有）有3 3个异构体，已烷（个异构体，已烷（C6H14C6H14）有）有5 5个异个异构体，在它们各自的异构体中，推测哪一个沸点最高。构体，在它们各自的异构体中，推测哪一个沸点最高。哪个最低。哪个最低。戊烷中，CH3CH2CH2CH2CH3的沸点最高；CH3|CH3CCH3的沸点最低。|CH3已烷中，CH3CH2CH2CH2CH2CH3的沸点最高；CH3|CH3CCH2CH3的沸点最低。|CH34.2 物理性质例题1.1.为什么异戊烷的熔点为什么异戊烷的熔点(-160(-1

24、60)低于正戊烷低于正戊烷(-(-129.7 129.7),),而新戊烷的熔点而新戊烷的熔点(-17(-17)却最高？却最高？对称性高的分子排列得比较紧且整齐，分子在晶格中排列得较紧密，因而熔点较高。5.1 化学性质1.1.性质稳定性质稳定,常温下不与强酸（常温下不与强酸（H H2 2SOSO4 4）、强碱）、强碱（KOHKOH）、强氧化剂（）、强氧化剂（KMnOKMnO4 4）、）、K K2 2CrCr2 2O O7 7 橙色）、强还原剂等）、强还原剂等反应。反应。酸性酸性KMnO4溶液为紫红色，不与烷烃反应，常温下烷烃不能不能使其颜色褪去。同样,常温下,烷烃也不能不能使溴水溴水褪色褪色。5

25、.1 化学性质但稳定性是相对的，在一定条件下（如但稳定性是相对的，在一定条件下（如高温、高压、光照、高温、高压、光照、催化剂催化剂），烷烃也能起一些化学反应。），烷烃也能起一些化学反应。2、烷烃的取代烷烃的取代：分子中一个或多个原子（基团）被分子中一个或多个原子（基团）被其它原子（基团）所代替的反应。其它原子（基团）所代替的反应。F2Cl2Br2I2。烷烃与烷烃与氟难以控制氟难以控制（常温或（常温或黑暗），黑暗），碘取代很难发生。碘取代很难发生。1、烷烃的氧化、烷烃的氧化(如如)：CH4+2O2=CO2+2H2O+Q烷烃的最大用途：作燃料烷烃的最大用途：作燃料5.2卤代反应一般指氯代和溴代，一

26、般指氯代和溴代，需要需要日光日光或或高温高温。CH4+Cl2 CH3Cl+HCl日光日光该反应难以该反应难以停留在一元取代停留在一元取代阶段。阶段。CH3Cl +Cl2 CH2Cl2 +HCl日光日光 CH2Cl2 +Cl2 CHCl3 +HCl日光日光 CHCl3 +Cl2 CCl4+HCl日光日光5.2 氯代反应若控制一定的反应条件和若控制一定的反应条件和原料的用量比原料的用量比，可，可得其中一种氯代烷为主要的产物。得其中一种氯代烷为主要的产物。例如：例如：甲烷甲烷甲烷甲烷：氯气：氯气：氯气：氯气=10 10：1 1（400-450400-450时）时）CHCH3 3ClCl占占98%9

27、8%甲烷甲烷甲烷甲烷：氯气：氯气：氯气：氯气 =1 1 1 1 ：4 4 4 4 （400400400400时）主要为时）主要为时）主要为时）主要为CClCClCClCCl4 4 4 45.2 氯代反应CH3CH2CH3光Cl2 Cl|CH3CH2CH2Cl +CH3CHCH3+二氯产物等其他烷烃的氯代反应：其他烷烃的氯代反应：CH3|CH3CCH3|CH3光光Cl2 CH3|CH3CCH2Cl|CH3+二氯产物+三氯产物5.2.1有机反应的基本类型1.1.离子型反应和异裂：离子型反应和异裂：1.异裂指共价键的不均匀裂解，也就是在键断裂时，两原子间的共用电子对完全转移到其中一个原子上。2.异

28、裂的结果产生了带正电或带负电的离子。3.由离子参加的反应称为离子型反应，离子型反应分为亲电反应和亲核反应。A:B A+B-CH3 CH3|例如：例如：CH3C:Cl CH3C+Cl-:|CH3 CH35.2.1有机反应的基本类型2.2.自由基反应和均裂：自由基反应和均裂：1.均裂指共价键地均匀裂解，也就是两个原子之间的共用电子对均匀分裂。2.键均裂的结果产生了具有不成对电子的原子或原子团，即自由基。3.有自由基参加的反应叫自由基反应。A:B A +B hv例如：例如：Cl:Cl Cl +Cl CH4 +Cl CH3 +HCl5.2.2 氯代反应历程反应历程：化学反应所经历的反应历程：化学反应所

29、经历的途径或过程途径或过程，又称为，又称为反应机理。反应机理。一、甲烷的氯代历程：一、甲烷的氯代历程：一、甲烷的氯代历程：一、甲烷的氯代历程：CH4、Cl2混合物在混合物在黑暗黑暗中长期保存，不反应。中长期保存，不反应。CH4经经光照光照后与后与Cl2混合，也不反应。混合，也不反应。Cl2经经光照光照后，后，迅速迅速在黑暗中与在黑暗中与CH4混合，反应立即发生。混合，反应立即发生。Cl2经经光照光照后，后，过一段时间过一段时间后在黑暗中与后在黑暗中与CH4混合，不反应。混合，不反应。实验事实实验事实：*甲烷的氯代反应为自由基历程甲烷的氯代反应为自由基历程，其历程分为三个阶段：，其历程分为三个阶

30、段：链的引发：链的引发：Cl:Cl Cl +Cl链的增长：链的增长：Cl +CH4 HCl +CH3CH3 +Cl2 CH3Cl +ClCl +CH3Cl CH2Cl +HCl链的终止：链的终止：Cl +CH3 CH3ClCH3+CH2Cl CH3CH2Cl光光由此可知：由此可知：烷的卤代是从烷的卤代是从Cl2的光照的光照开始的，开始的，光照产生了光照产生了自由基自由基。5.2.2 氯代反应历程自由基的稳定性由可其离解能来判定，离解能自由基的稳定性由可其离解能来判定，离解能越小，所生成的自由基越稳定。越小，所生成的自由基越稳定。自由基的稳定性自由基的稳定性:3 C 2 C 1 C 甲基自由基甲

31、基自由基CH3CH2CH3 CH3CH2CH2 +H H=410kJ/mol CH4 CH3 +H H=435kJ/molCH3CH2CH3 CH3CHCH3 +H H=397kJ/molCH(CH3)3 (CH3)3C +H H=381kJ/mol5.2.2 氯代反应历程5.2.2 氯代反应历程 CH3CClCH3 +|CH3 CH3CHCH2Cl|CH336%64%CH3CHCH3|CH3光Cl2CH3CH2CH3光Cl2 Cl|CH3CH2CH2Cl +CH3CHCH343%57%因此，一元取代时：因此，一元取代时：六、自然界的烷烃六、自然界的烷烃瓦斯：瓦斯：瓦斯：瓦斯：主要成分是烷烃，

32、其中主要成分是烷烃，其中主要成分是烷烃，其中主要成分是烷烃，其中甲烷甲烷甲烷甲烷占大多数，另有少量的乙占大多数，另有少量的乙占大多数，另有少量的乙占大多数，另有少量的乙烷、烷、烷、烷、丙烷丙烷丙烷丙烷和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、和丁烷，此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气，以及微量的惰性氮和水气，以及微量的惰性氮和水气，以及微量的惰性氮和水气，以及微量的惰性气体气体气体气体，如氦和氩等。如遇明，如氦和氩等。如遇明，如氦和氩等。如遇明，如氦和氩等。如遇明火，即可燃烧，发生火，即可燃烧，发生火，即可燃烧

33、，发生火，即可燃烧，发生“瓦瓦瓦瓦斯斯斯斯”爆炸。爆炸。爆炸。爆炸。瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气瓦斯爆炸就其本质来说，是一定浓度的甲烷和空气中的氧气在一定温度作用下产生的在一定温度作用下产生的在一定温度作用下产生的在一定温度作用下产生的激烈氧化反应。激烈氧化反应。激烈氧化反应。激烈氧化反应。凡士林凡士林凡士林凡士林（18182222的烷烃混合物）的烷烃混合物）的烷烃混合物）的烷烃混合物）石油醚石油醚石油醚石油醚（5 59 9的烷烃混合物）的烷烃混合物）的烷烃混合物）

34、的烷烃混合物）液体石蜡液体石蜡液体石蜡液体石蜡（9 91717的烷烃混合物）的烷烃混合物）的烷烃混合物）的烷烃混合物）第二节、脂环烃l脂环烃性质与脂肪烃相似，脂环烃性质与脂肪烃相似，可看作是由相应的脂肪烃闭可看作是由相应的脂肪烃闭合成环的。合成环的。l分类及通式。l命名。l环烷烃的结构。l环烷烃的立体异构。l环已烷及其衍生物的构象。l环烷烃的性质。一、分类及通式环烷烃CnH2n环烯烃CnH2n-2环炔烃CnH2n-4脂环烃小环nC数:34普通环57中环812大环12以上据成环碳原子数 CH3|CHH2C CH2|H2C CH2 CH2结构式结构式结构简式结构简式1.1.分类及通式：分类及

35、通式：二、命名1.1.以环为母体，根据构成环碳原子数的多少命名为以环为母体，根据构成环碳原子数的多少命名为“环某烷环某烷”；环上支链作取代基，称为；环上支链作取代基，称为“某基环某某基环某烷烷”。2.2.若环上连有多个取代基，编号时应从连有较小的取若环上连有多个取代基，编号时应从连有较小的取代基的碳原子开始。遵循最低序列原则。代基的碳原子开始。遵循最低序列原则。C2H5环丙烷环丙烷1-乙基环已烷乙基环已烷环戊烷环戊烷二、命名CH3|H3CC2H51,2二甲基二甲基4乙基环已烷乙基环已烷C2H5CH31甲基甲基4乙基环已烷乙基环已烷1,1,2三甲基环戊烷三甲基环戊烷C2H5C2H5CH31甲基甲

36、基3,4二乙基环已烷二乙基环已烷二、命名1甲基甲基 2 乙基乙基5异丙基环己烷异丙基环己烷1甲基甲基2异丙基环戊烷异丙基环戊烷二、命名1.1.在简单环上连有较长碳链时，可将环当作取代在简单环上连有较长碳链时，可将环当作取代基来命名。基来命名。CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3|CH3CH2CHCH2CHCH3|2-环丁基己烷环丁基己烷3甲基甲基4环丙基已烷环丙基已烷三、环烷烃的立体异构1.1.环烷烃中，成环会限制环上键的自由旋转。若环碳分别连有二不同基团则会出现空间两种不同的排列。CH3CH3顺顺1,2二甲基环丙烷二甲基环丙烷反反1,2二甲基环丙烷二甲基环丙烷CH3CH3bp:37 2

37、9三、环烷烃的立体异构2.2.由于分子中的由于分子中的C C原子不能相对自由地绕轴旋转，它们上原子不能相对自由地绕轴旋转，它们上面所连的原子（原子团）在空间排列方式不同，从而产面所连的原子（原子团）在空间排列方式不同，从而产生了两种异构体。这种异构现象称为顺反异构现象。生了两种异构体。这种异构现象称为顺反异构现象。3.3.某些烯烃也存在顺反异构现象，如某些烯烃也存在顺反异构现象，如:H H C C CH3 CH3 H CH3 C CCH3 HTb=3.7顺式顺式2丁烯丁烯Tb=0.9反式反式2丁烯丁烯三、环烷烃的立体异构1.1.顺式异构：两个相同基团在环平面的同侧。顺式异构：两个相同基团在环平

38、面的同侧。2.2.反式异构：两个相同基团在环平面的异侧。反式异构：两个相同基团在环平面的异侧。3.3.顺式构型和反式构型的互相转变必定伴随化学顺式构型和反式构型的互相转变必定伴随化学键的断裂和形成。键的断裂和形成。ClBr顺顺1氯氯3溴环已烷溴环已烷ClBr反反1氯氯3溴环已烷溴环已烷四、环烷烃的结构1.1.环烷烃碳原子的杂化方式。环烷烃碳原子的杂化方式。l lspsp3 3杂化，形成四个等同的杂化，形成四个等同的spsp3 3杂化轨道，轨道呈正四杂化轨道，轨道呈正四面体分布，夹角面体分布，夹角1092810928杂化轨道形状空间分布图2 2、环丙烷的结构、环丙烷的结构现现代代物物理理方方法

39、法测测定定，环环丙丙烷烷分分子子中中：键键角角 C-C-C C-C-C=105.5;H-C-H=114105.5;H-C-H=114。所以环丙烷分子中碳原子之间的所以环丙烷分子中碳原子之间的spsp3 3杂化轨道是以弯曲键杂化轨道是以弯曲键（香蕉键）相互交盖的。（香蕉键）相互交盖的。C CC CC C109.5109.5丙丙烷烷环环丙丙烷烷CCCHHHHHH60105.5弯曲的键环丙烷：分子为平面正三角形，碳环丙烷：分子为平面正三角形，碳碳键不能自由旋转。碳键不能自由旋转。由此可见：由此可见：(1)(1)键的重叠程度小，稳定性小键的重叠程度小，稳定性小。(2)(2)电子云分布在两核连线的外

40、侧，增加了试电子云分布在两核连线的外侧，增加了试剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质。3）C3C6环的结构环的结构成键轨道间夹角成键轨道间夹角105.510710810928uuC3C6C3C6环，随着环增大，环，随着环增大，环，随着环增大，环，随着环增大，成键时电子云之间的成键时电子云之间的夹角越接近正常夹角夹角越接近正常夹角1092810928，扭转张力减弱，扭转张力减弱，扭转张力减弱，扭转张力减弱，环趋于稳定，环趋于稳定，环趋于稳定，环趋于稳定，因而键的稳定性越好。因而键的稳定性越好。碳原子个数碳原子个数碳原子个数碳原子个数总张力能（总张力能（

41、总张力能（总张力能（KJ/molKJ/mol）稳定性稳定性稳定性稳定性 3 114 3 114 4 108 4 108 5 26 5 26 6 0 6 0 增加增加增加增加五、环烷烃的性质1.1.小环小环（不稳定，（不稳定，似烯似烯，但不如烯烃活泼），但不如烯烃活泼）加氢：加氢：Ni200+H2 CH3CH2CH2CH3+H2 CH3CH2CH3Ni80Pd300+H2CH3CH2CH2CH2CH3五、环烷烃的性质加溴：加溴：+Br2 BrCH2CH2CH2Br室温室温+Br2 BrCH2CH2CH2CH2Br常用试剂常用试剂:BrBr2 2 -H-H2 2O BrO Br2 2-CCl-CC

42、l4 4b.b.与溴加成的现象：所用试剂与溴加成的现象：所用试剂褪色褪色室温室温加热加热室温室温与与HX反反应应环的破裂主要发生在含取代基最多和取代基最少的环的破裂主要发生在含取代基最多和取代基最少的碳原子间碳原子间。室温室温加热加热室温室温活性中间体的相对稳定性决定的活性中间体的相对稳定性决定的活性中间体的相对稳定性决定的活性中间体的相对稳定性决定的A最稳定最稳定BCA五、环烷烃的性质符合马氏规则 Br CH3+HBr|（CH3)2CCHCH2H OSO3H+H2SO4|CH3CHCH2CH2H 光照光照2 取代反应取代反应五、六元环或高级的环烷与烷烃相似，不发生加五、六元环或高级的环烷与

43、烷烃相似，不发生加成反应，而在光照下可进行游离基取代反应成反应，而在光照下可进行游离基取代反应。300五、环烷烃的性质+KMnO4 （不反应，不褪色不反应，不褪色）H+K2Cr2O7 （不反应，不变色不反应，不变色）3.3.环烷烃在常温下环烷烃在常温下不氧化不氧化+KMnO4 （不反应，不褪色不反应，不褪色）H+KMnO4 （不反应，不褪色不反应，不褪色）+Br2/H2O （不反应，不褪色不反应，不褪色）H+H+六、环已烷及其衍生物的构象1.1.环已烷中六个碳原子不在同一平面内的，碳原子环已烷中六个碳原子不在同一平面内的，碳原子之间的夹角是正常的键角之间的夹角是正常的键角1092810928，

44、环较稳定。，环较稳定。2.2.环已烷在空间有两种典型的排布方式环已烷在空间有两种典型的排布方式(即构象即构象)-)-船式和椅式。船式和椅式。椅式椅式船式船式船式构象中船式构象中1 1，4 4号号两个碳原子分别位两个碳原子分别位于由于由2 2，3 3，5 5，6 6号号碳原子构成的平面碳原子构成的平面的同侧。的同侧。船式14船式构象不稳定船式构象不稳定l lC1C1和和C4C4上的氢原子在船式构象中距离很近，只有上的氢原子在船式构象中距离很近，只有0.183nm0.183nm。l l船式构象中相邻碳上的碳氢键呈船式构象中相邻碳上的碳氢键呈重叠式构象。重叠式构象。六、环已烷及其衍生物的构象椅式1

45、4椅式构象中椅式构象中1 1，4 4号两号两上碳原子分别位于由上碳原子分别位于由2 2，3 3，5 5，6 6号碳原子构号碳原子构成的平面上下侧成的平面上下侧椅式最稳定椅式最稳定l lC1C1和和C4C4上的氢原子在椅式构象中距离最远。上的氢原子在椅式构象中距离最远。l l椅式构象中每个碳碳键上的基团都呈椅式构象中每个碳碳键上的基团都呈交叉式构象。交叉式构象。六、环已烷及其衍生物的构象六、环已烷及其衍生物的构象环已烷的椅船式转换过程环已烷的椅船式转换过程在在室室温温时时，环环己己烷烷的的椅椅式式构构象象和和船船式式构构象象之之间间可可通通过过C-CC-C键键的的转转动动（而而不不需需要要不不经

46、经过过碳碳碳碳键键的的断断裂裂），来来实实现现彼彼此此之之间间的的相互自由转变。相互自由转变。六、环已烷及其衍生物的构象船式船式无角张力无角张力有有CH间扭转张力间扭转张力有张力环有张力环常温下常温下 1%椅式椅式无角张力无角张力无无CH间扭转张力间扭转张力无张力环无张力环99%所以，环己烷的所以，环己烷的优势构象优势构象是是椅式椅式构象。构象。五、环已烷及其衍生物的构象3.3.椅式构象中椅式构象中CHCH键的分类：键的分类：2 2）、平伏键（）、平伏键（e e键）：共六个，三上三下，相邻两个键）：共六个，三上三下，相邻两个呈异侧分布。呈异侧分布。3 3）、环上的每个碳原子各有一个）、环上的每

47、个碳原子各有一个键和一个键和一个e e键。键。1 1）、直立键（）、直立键（键）：共六个，三上三下，相邻两个呈键）：共六个，三上三下，相邻两个呈异侧分布。（该键与对称轴平行）异侧分布。（该键与对称轴平行）e键键a键键五、环已烷及其衍生物的构象在在室室温温时时，环环己己烷烷的的椅椅式式构构象象可可通通过过C-CC-C键键的的转转动动（而而不不经经过过碳碳碳碳键键的的断断裂裂），由由一一种种椅椅式式构构象象变变为为另另一一种种椅椅式式构构象。象。在互相转变中，原来的在互相转变中，原来的a a键变成了键变成了e e键，而原来的键，而原来的e e键变成了键变成了a a键。但相对环平面键。但相对环平面

48、上、下侧的关系没变上、下侧的关系没变。三上三下；三左三右。三上三下；三左三右。a a键变键变e e键，键，e e键变键变a a键，上下关系不变键，上下关系不变五、环已烷及其衍生物的构象4.4.环已烷衍生物的优势构象：环已烷衍生物的优势构象：1)1)一元取代物：取代基处于一元取代物：取代基处于e e键的构象为优势构象。键的构象为优势构象。例例:确定甲基环已烷的优势构象确定甲基环已烷的优势构象优势构象优势构象CH3 (a)CH3 (e)93%内能比内能比(a)型低型低75.3kj/mol五、环已烷及其衍生物的构象1.1.多元取代物：已知其顺反结构的多元取代物：已知其顺反结构的,在保证其结构不变下在

49、保证其结构不变下,尽可能的让更多尽可能的让更多(更大更大)的取代基处在的取代基处在e e键上。键上。例：确定例：确定例：确定例：确定反反反反 1,2-1,2-二甲基环己烷的优势构象二甲基环己烷的优势构象二甲基环己烷的优势构象二甲基环己烷的优势构象 CH3(e)CH3 (a)CH3 (e)CH3 (a)优势构象优势构象两个取代基两个取代基在在 a 键键上上两个取代基两个取代基在在 e 键键上上五、环已烷及其衍生物的构象顺顺11甲基甲基22乙基环己烷的优势构象乙基环己烷的优势构象 C2H5(e)CH3 (e)CH3 (a)C2H5 (a)优势构象优势构象CH3C2H5大基团在大基团在 a 键上键上大基团在大基团在 e 键上键上五、环已烷及其衍生物的构象 b:b:反反反反11甲基甲基甲基甲基33乙基环己烷乙基环己烷乙基环己烷乙基环己烷CH3C2H5CH3C2H5CH3C(CH3)3C2H5优势构象优势构象CH3C2H5C(CH3)3作业P402、4、6、8(1,2)、9、10、13。

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