烷烃与环烷烃.ppt

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1、第二章第一节烷烃和环烷烃烷烃一烷烃的结构二烷烃的命名三烷烃的物理性质四烷烃的化学性质五烷烃的卤代反应历程第二节环烷烃一环烷烃的分类二单环烷烃的命名三单环烷烃的结构四环烷烃的化学性质【学习要求】1.了解C原子和H原子的类型以及烷基。2.掌握普通命名法和系统命名法的基本原则，并能熟练命名烷烃和环烷烃。3.了解同系物沸点、熔点变化规律。4.掌握烷烃和环烷烃的化学性质及影响因素。5.掌握构象异构和顺反异构产生的原因、特点、命名及书写。第一节烷烃烃：由C、H两种元素组成的化合物叫碳氢化合物，简称烃。根据碳架的形状及碳原子间连接的方式分类如下：饱和脂肪烃（烷烃）脂肪烃不饱和脂肪烃（烯烃、炔烃、二烯烃）烃脂

2、环烃芳香烃饱和脂环烃（环烷烃）不饱和脂环烃（环烯烃、环炔烃）含苯芳烃（萘、蒽、菲）非苯芳烃22.1烷烃和环烷烃的通式和构造异构烷烃定义：分子中只含C、H两种元素；烃分子中碳原子之间以单键连接，碳原子的其余化合价完全为氢原子所饱和。CSP 3CSP 3,CSP3H1S2.1.1 饱和烷烃通式：CnH2 n+饱和环烷烃CnH2n同系列：具有同一个分子通式，在组成上相差一个或几个CH2的一系列化合物。同系物：同系列中的化合物彼此互为同系物。化学键 同分异构现象同分异构现象:分子式相同而结构不同的现象。原子的连接方式和顺碳架异构构造异构位置异构官能团异构序不同同分异构互变异构构象（键的旋转产生）立体异

3、构构型分子中原子和基团在空间的排布不同顺反异构（键的不能旋转产生）旋光异构（手性产生）2.1.1 烷烃和环烷烃的构造异构 分子中碳原子相互连接的顺序不同，产生不同的碳链或碳环现象，称为碳架碳架（骨架）异构现象骨架）异构现象。烷烃的同分异构为碳架异构烷烃的同分异构为碳架异构1.链烷烃的碳链异构现象链烷烃的碳链异构现象甲烷CH4、乙烷CH3CH3、丙烷CH3CH2CH3无碳架异构.用碳链逐步缩短的方法推导碳架异构体数目.以庚烷为例说明推导过程：写出最长直链碳架式：缩掉一个C，再接到缩短后的不同碳上，相当于：缩掉两个C（相当于一个CC或两个C）接到缩短后的碳链上：缩掉三个C，或一个C和一个CC或一个

4、CCC或一个CC接到缩短的原碳链上：与与同同与与同同与与同同共共9个碳架异构体个碳架异构体C不同碳原子数的烷烃的碳架异构体数目：62,491,178,805,83136631935189532111异异构构体体数数4020987654321C原原子子数数 随链烷烃中碳原子数增加，碳架异构体数目急随链烷烃中碳原子数增加，碳架异构体数目急剧增加。剧增加。2.环烷烃碳架异构现象环烷烃碳架异构现象逐步缩小碳环，缩下来的碳，连到缩小后的碳环的不同位置上，写出环烷烃碳架异构体。例如：环己烷C6H12可以写出12个异构体：2.2.1C原子和H原子的种类与一个碳相连：一级碳原子，或伯碳（primary），用1

5、0C表示，一级碳上的氢称一级氢，用10H表示。与两个碳相连：二级碳原子，或仲碳（secondary），用20C表示，二级碳上的氢称二级氢或仲氢，用20H表示。与三个碳相连：三级碳原子，或叔碳（tertiary），用30C表示，三级碳上的氢称三级氢或叔氢，用30H表示。与四个碳相连：四级碳原子，或季碳（quaternary），用40C表示2.2 烷烃和环烷烃的命名 碳原子的四种类型1 H（伯氢）2 H（仲氢）H3CCH2CH2CH31 C（伯碳，一级碳）primary carbon2 C（仲碳，二级碳）secondary carbonCH33 H（叔氢）CH3H3CCHCH3H3CCCH3CH3

6、3 C（叔碳，三级碳）tertiary carbon4 C（季碳，四级碳）quaternary carbon 分析下列化合物所含碳原子种类CH3H3CCH2 CH2 CH2CH3H3CCHCH2CH3二种类型2 CCH3CH3二种类型1 CH3CCHCH2CCH3CH3二种类型1 C 碳原子种类的扩展CH3H3CCH2 CH2H3CCHCH3H3CCCH31 自由基（伯自由基）2 自由基（仲自由基）3 自由基（叔自由基）CH3H3CCH2CH2CH2H3CCCH31 碳负离子（伯碳负离子）3 碳正离子（叔碳正离子）2.2.2烷基和环烷基R（烷基）中文名英文名缩写CH3CH3CH2CH3CH2C

7、H2甲基乙基（正）丙基methylethyln-propylMeEtn-PrCH3CH3CH异丙基isopropyli-Pr取代基（烷基）：烷烃去掉后留下一个氢原子的原子团R（烷基）中文名英文名缩写CH3CH2CH2CH2（正）丁基n-butyln-BuCH3CH3CH2CH仲丁基sec-butyls-Bu(secodary)CH3CH3CHCH2异丁基isobutyli-BuCH3CH3CCH3叔丁基tert-butyl(tertiary)t-Bu环丙基 环戊基 环已基如何写?(2)亚基亚基：一个化合物形式上消除两个单价或一个 双价的原子或基团，剩余部分为亚基。例如：亚甲基亚甲基亚异丙基亚异

8、丙基苯亚甲基（亚苄基）苯亚甲基（亚苄基）亚氨基亚氨基1 1，2-2-亚乙基亚乙基1 1，6-6-亚己基亚己基邻亚苯基邻亚苯基1 1，3-3-亚乙氧基亚乙氧基2.2.3 烷烃的命名 普通命名法用于简单化合物的命名IUPAC命名法（系统命名法）（IUPAC:国际纯粹与应用化学联合会，International Union of Pure and Applied Chemistry）普通命名法:烷基名称+烷根据分子中碳原子的总数称为#烷，碳原子数为1-10的用甲、乙、丙、丁、表示。10个以上的用中文数字表示。如：十二烷。直链烷烃，名字前加“正”。链端第二个碳原子上有一个甲基而无其他支链的，名字前加“

9、异”（CH3）2CH。链端第二个碳原子上有二个甲基而无其他支链的，名字前加“新”。（CH3）3CCH例：碳原子数为110用天干用天干（甲、乙、丙、壬、壬、碳原子数目+烷癸）表示中文名英文名C1C2C3CH4CH3CH3CH3CH2CH3甲烷乙烷丙烷methaneethanepropane碳原子数为10以上时用中文数字表示。如：十二烷pentane中文名英文名CH3CH2CH2CH3正丁烷n-but aneC4CH3CH3CHCH3CH3(CH2)3CH3异丁烷正戊烷isobutanen-pentaneCH3C5CH3CHCH2CH3异戊烷isopentaneCH3CH3CCH3新戊烷neope

10、ntaneCH3 异构词头用词头“正”、“异”和“新”等区分 相应的英文词头为n (normal)、iso和和neo（注意不加（注意不加“”）基团基团次序规则次序规则(P72.73)（1）取代基中与主链直接相连的原子按原子序数由大到小排列，原子序数大的为优先基团。HDCNOFPSClBrIP28提到的衍生命名法一般不用.只掌握其中提到的次序规则（2）若取代基中与主链直接相连的第一个原子相同，则把与第一个原子直接相连的其他原子进行比较，若仍相同，则继续比较，直到有差别为止。C H 2 C H 3C H 3 C H 2 C H C H C H C H 2 C H 2 C H 2 C H 3C H

11、3C(C H 3)3较优基团CCCHCCHHCHHC与主链直接相连的第一个原子与主链直接相连的其他原子（3）含有双键和三键的基团，可以看作是用单键连有两个或三个相同的原子或基团。较优基团HCCCCCCH2C=CHCCCHO-COH-CHOCCOOOOOH较优基团比较下列基团的优先顺序NH2CH=CH2H3CCOOHH3CCHOHNH2COOHCH3HBrBrCHOCH=CH2CH3系统命名法(IUPAC)：（1）选主链，碳链最长，支链最多。（2）定基位，有多个排序时遵循“最低系列原则”(最先遇到位次较低 的取代基为最低系列），有多个最低系列按“次序规则”使较优基团位次较大。(3)书写时，标明取

12、代基的位次，名称，且按先简后繁。8 78 例1234CH3CH2CH2CHCH2CH36 5 5 6 7CH2CH2CH2CH3最长链为主链取代基编号数最小43214乙基辛烷4ethyloctaneCH36 5 4 3 2 1CH3CH2CH2CHCHCH36 5 4 3CH2CH35乙基辛烷不正确命名取代基最多的链为主链小基团排在前面（英文以字母顺序排列）212甲基3乙基己烷3ethyl2methylhexane3-异丙基己烷不正确命名练习CH3H3C CHCH3CH2CHCH2CHCH2CH3CH3 CH2CH3CH3CCH2CHCH2CH2CH3CH32-3-CH3 Cl2,2-CH2C

13、H3-4-CH3CH2CHCH2CHCH2CH2CH2CH2CH33-8-5-CH2CH2CH3CH3CH2CH2CHCHCHCH3CH3CH34-5-CH3H3CCHCH3CHCH2CHCH2CH3H3C CHCH32,5-3,4-Cl2，6二甲基二甲基-3，6二乙基壬烷二乙基壬烷写出写出 3甲基甲基8乙基乙基6氯十一烷的结构式氯十一烷的结构式2.2.4环烷烃的命名(1)单环烷烃根据成环碳原子总数，称为“环（cyclo）某烷”；环上有取代基时，给取代基的位次尽量小。环己烷甲基环戊烷1-甲基-3-乙基环己烷异丙基环戊烷 1-环丁基正戊烷C2H5231CH3465CH(CH3)2,(2)二环环烷

14、烃-2-5-1-（a）螺环烷烃的命名两个环共用一个碳原子的环烷烃称为螺环烷烃。共用的碳原子称螺碳原子。如可能情况下给取代基以尽量小的编号。910435418567327CH36122.47-4.5spiro2.4heptane7-methylspiro4.5decane（b）桥环烷烃的命名两个环共用两个或两个以上碳原子的化合物称桥环化合物。桥头碳：共用的C；桥：两个桥头碳间的碳链或键。87编号 从桥头碳开始，绕最长的桥到另一个桥头，再绕次长桥回来，最后再编最短的桥。可能的情况下给取代基以尽可能小的编号1265432,8,8-trimethylbicyclo3.2.1octane2.8.8-三四

15、基二环3.2.1辛烷双环4.2.0辛烷双环2.2.1-2-庚烯5,6-二甲基双环2.2.2-2-辛烯4CH2CH2CH3325121CH3431,2_3_5_CH2511HCHC23CCH312CH2CHCH2CH35_3_21,3_3_ 3 _(2 _345CH2CH2CH3)2.桥环化合物：83211 3.3.0 855,6_CH3CH3 571624 2.2.2 _ _22_76413CH3 3.2.1 _ _63.螺环化合物：:5CH 3,.CH2CH315_423 3.4 3,7_3CH3_ _57CH3 4,4 2.4 烷烃和环烷烃的构象烷烃和环烷烃的构象1.基本概念基本概念分子的

16、构象分子的构象：在常温下，分子中的原子或基团绕着单键（键）旋转，在空间产生了一系列不同的排列，这一系列排列称为分子的构象。每一种排列称为构象异构体构象异构体。稳定构象稳定构象：在一系列构象中能量最低（最稳定、存在时间最长或出现概率最大）的构象称为稳定构象，又称为优势构象优势构象。键：轴对称，键可“自由旋转”。2.4.1 乙烷的构象乙烷的构象乙烷分子绕CC键旋转，产生无数个构象异构体，其中有两个典型构象异构体，称为极限构象异构体重叠式（顺叠式）构象、交叉式（反叠式）构象。重叠式构象交叉式构象描述构象异构的几种方式HH1CHHC2HHHHH1H2HHHHH1H2HH伞形式(投视式)锯架式Newma

17、n投影式投影式注意Newman投影式的写法投影式的写法oCH3CH3126021HHHHHHHHHHHHHHHHHNewmanHHHHHHH乙烷构象能量变化图重叠式能量比交叉式高12.1KJ/mol分子由一个交叉式转到另一个交叉式需经过能量较高的重叠式，亦称能垒。因此，碳碳单键的旋转并非自由。温度降低，优势构象数量增加温度降低，优势构象数量增加。2.4.2 丁烷的构象丁烷的构象丁烷的结构比乙烷复杂，先讨论绕C2C3键旋转产生的构象。有四种极限构象，其热力学能及动态平衡中各异构体含量如下：全重叠式部分交叉式部分重叠式对位交叉式热力学能/kJmol-118.83.715.90室温下含量/%0180

18、72这些构象能量差 18.8 kJmol-1，室温下仍可以绕 C2-C3 键自由转动，相互转化，呈动态平衡。丁烷分子也可以绕C1C2和C3C4键旋转产生类似的构象。相邻的两碳上的CH键都处于反位交叉式，碳链呈锯齿状排列：分子构象的作用分子构象的作用构象影响分子间作用力等，因而影响化合物的性质（如熔点）和反应机理。注意注意：这里讨论是链烷烃的构象，在分析其他类化合物构象时，在相邻碳原子上连有可形成氢键的基团时，会改变构象。例例：CH2ClCH2OH的稳定构象是 氢键的能量远大于稳定构象的能量氢键的能量远大于稳定构象的能量。2C H其它烷烃的构象规律:大基团总是占据对位交叉例：画出化合物H3CCH

19、3Br 的所有典型构象HBr3HH3CHC H32Br3Br60oC2H 3CHB rCH360oH3CBrHBrC H360oHBrHH最稳定H3CBrHBr60oH 3CBrB r6 0oH3CH3CBrBr 60oH 3CHH 3HHH最不稳定构型异构体与构象异构体的异同立体异构体：见分类由原子或基团在空间的排列（或连接）方式不同所产生的异构体（包括构型异构体和构象异构体）HClBrCI与IBrCClHHHHHHH与HHHHHH构型异构体不可转换理论上可分离构象异构体可通过单键旋转转换一般无法分离环已烷环上每个Csp3杂化保持环己烷碳原子的109.5键角，无张力环.它的两种极限构象为椅型

20、和船型。椅型构象椅型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C6和C3分别在平面的下方和平面的上方，很像椅脚和椅背，故称“椅型椅型”。船型构象船型构象：C1、C2、C4、C5在一个平面上，C3和C6在平面上方。形状像只船，C3和C6相当船头和船尾，故称“船型船型”。2.4.3 环己烷的构象环己烷的构象椅型构象船型构象在椅型构象中,从透视式和纽曼式中可以看到：相邻的两个碳上的CH都是交叉式构象，非键合的氢间最近距离0.25nm，大于0.24nm（正常非键合氢之间的距离）。C原子的键角109.5。无各种张力，是优势构象，在平衡构象中约占99.9%。环己烷的椅型构象立体透视式立体透视式纽曼式纽曼式

21、在船型构象中，船底四个C中C1和C2，C4和C5是重叠构象，有扭转张力，船头和船尾两个伸向船内的氢（旗旗杆键上氢杆键上氢）相距0.183nm，小于正常非键氢原子间距离(0.24nm)，有非键张力，它的能量比椅型高30 kJmol-1。立体透视式立体透视式纽曼式纽曼式椅式构象平伏键与直立键的定义环己烷的椅型构象中，六个碳原子分别在两个平行的平面中。C1、C3、C5在上面的平面中，C2、C4、C6在下面的平面中。一个三重对称轴，垂直于两平面。C3直立键直立键：每个碳上有一根与C3轴平行的CH键，称直立键，也称竖直键（a 键键）。有三根向上，三根向下。平伏键平伏键：每个碳上有一根与平行平面成19角的

22、CH键称平伏键，也称水平键（e 键）。有三根向上偏向上偏19，三根向下偏向下偏 19。直立键与平伏键转换转换：当从一种椅型构象翻转成另一种椅型构象时，平伏键转变成直立键，直立键变成平伏键。aeea2.4.4 取代环己烷的构象取代环己烷的构象(1)一取代环己烷：有取代基R在a 键上和在e键上两种构象。在e 键上的构象稳定。因为，R在e 键上是对位交叉构象，远离C3、C5上a 键的H；在a键上是邻位交叉构象与C3、C5上a 键H有非键吸引力。随着R基团的增大，在e键上的构象比例增加。R在a键和e键二取代环己烷二取代环己烷：二取代基的情况有几种取代位置，还有顺反关系。一般是大取代基在e 键上的是稳定

23、构象。立体化学中研究环己烷衍生物性质时，经常引入一个叔丁基，此时，叔丁基在e 键的构象稳定，环不易再翻转，称为“锁住效锁住效应应”。反式-1-甲基-4-叔丁基环己烷构象顺式-1-甲基-4-叔丁基环己烷构象多取代基环己烷多取代基环己烷：在确定多取代环己烷的构象时，一般是大取代基在e 键上，多个取代基在 e键上的构象稳定。化合物性质的两个方面物理性质物态：气体？液体？固体？沸点（b.p.）熔点（m.p.）密度（比重）溶解度：水中溶解度？有机溶剂中？折光率化学性质：有机化学反应（本课程的重点）2.5 烷烃和环烷烃的物理性质一.影响物理性质的因素(P13)有机化合物的物理性质取决于它们的结构和分子间作

24、用力。分子间作用力又称为非共价力,包括：范德华作用力范德华作用力 （吸引力和斥力）等（吸引力和斥力）等偶极偶极-偶极作用力偶极作用力氢键氢键 Hydrogen Bond非共价力作用于分子间和分子内,主要影响化合物的物理性质,偶极偶极-偶极作用力（极性分子）偶极作用力（极性分子）极性大的分子，偶极-偶极作用力大，熔、沸点高，水溶性增强范德华作用力（非极性分子）范德华作用力（非极性分子）极化率越大，分子的接触面积越大，范德华作用力越大。溶沸点越高。吸引或排斥与分子间距离有关，太近，表现为排斥作用。氢键：饱和性和方向性氢键：饱和性和方向性饱和性当AH中的氢原子与一个B原子结合形成氢键后，另一个电负性

25、大的原子B则难以接近氢原子了，因为B、A的负电荷将排斥原子B靠近，因此一个氢原子只能与一个杂原子形成氢键。分子内氢键与分子间氢键分子内氢键与分子间氢键分子间氢键使熔点、沸点升高分子内氢键使熔点、沸点下降分子间氢键使水溶性增加OONHOOOHONOHONO邻硝基苯酚m.p.45对硝基苯酚m.p.114:天然化合物中的氢键举例蛋白质结构中的氢键核酸结构中的氢键HNsugarNNONHNHHNNONsugarH(Guanini)G.C(Cytosine)(GC)HNsugarNNNNHHONNCH3Osugar(Adenine)A:T(Thymine)(A=T)若含氢键：二二.烷烃和环烷烃的物理性质

26、烷烃和环烷烃的物理性质(掌握变化规律掌握变化规律)1 物态常温、常压(0.1MPa)2沸点（b.p）C1C4：气态C5C16：液态C17：固态随分子质量的增加而增高，但高级烷烃沸点差较小，难以分离。在同随分子质量的增加而增高，但高级烷烃沸点差较小，难以分离。在同分异构体中分异构体中 ，分子中支链增多，分子中支链增多 ，分子间距增大，分子间距增大，分子间作用力减少，沸分子间作用力减少，沸点降低点降低 。M支链少支链少分子间作用力分子间作用力b.p3熔点(m.p)M，m.p随分子质量的增加而增高，熔点高低与分子间作用力、分子在晶格中的排列有关。分子对称性高，排列比较整齐，分子间作用力大，熔点高。偶

27、数碳原子的烷烃比含奇数碳原子的烷烃熔点升高值大，两者形成两条熔点曲线。对同分异构体，分子的对称性越高，分子排列越紧密有序，熔点越高。，2-如：烷烃熔点：沸点：正戊烷-129.7236.12-甲基丁烷甲基丁烷-159.9252 2-二甲基丙烷二甲基丙烷-17 9结论：高度对称支链异构体m.p直链异构体不对称的支链异构体。练习：1.比较下列各组化合物的沸点高低。并说明理由。(1)正丁烷和异丁烷；(2)正辛烷和2,2,3,3-四甲基丁烷；(3)庚烷、3-甲基己烷和3,3-二甲基戊烷。2.比较下列各组化合物的熔点高低。并说明理由。(1)正戊烷、异戊烷和新戊烷；(2)正辛烷和2,2,3,3-四甲基丁烷；

28、4相对密度：分子量，密度，但1；支链，密度。5溶解度：易溶于非极性的有机溶剂，不溶于极性溶剂,100g溶解度一般标准：(室温下,100g溶剂中)可溶解10g溶质：易溶可溶解1g溶质：可溶可溶解0.1g溶质：难溶2.6 烷烃和环烷烃的化学性质分子结构决定化学性质烷烃结构构成烷烃的碳原子以SP3杂化轨道成键，为键。SP3杂化轨道特点：（1）形状：一头大，一头小（2）成分：每一个轨道含1/4S，3/4P成分。（3）易于成键：成键时，轨道重叠程度大于单纯S或P轨道。（4）键角：等性杂化，各轨道间夹角均为10928。0C112OH10928H110pmHHCHHHCH109o28HHHCCH3HCH3C

29、H3H由于碳的四面体构型，使烷烃分子的碳链不在一条直线上，而是曲折地排布在空间。CH烷烃的结构与性质的关系CCH电负性2.52.2sp3 杂化已饱和不能加成低极性共价键H不易被置换一般情况下烷烃化学性质不活泼、耐酸碱（常用作低极性溶剂，如正己烷、正戊烷、石油醚等）烷烃可与卤素发生自由基取代反应（烷烃的重要反应）2.6.1 自由基取代反应自由基取代反应C-C和C-H键，非极性键，键能大：C-C347.3kJ/mol，C-H414kJ/mol。烷烃的取代反应烷烃的取代反应：烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团代替的反应称取代反应。烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代的反应称为卤代反应或卤化反应。通过自由

30、基取代分子中氢原子的反应称为自由基取代反应+CH4+Cl2hv or C H3Cl+CH2Cl2 +CHCl3+CCl4 +HClCH4（过量）+Cl2hv or CH3ClH ClCH4+Cl 2（过量）hv or CCl 4+HCl反应特点:(1)反应需光照或加热。(2)光照时吸收一个光子可产生几千个氯甲烷（反应有引发过程）。一.甲烷的卤化反应工业上可控制不同反应条件，获得各种氯代物混合物:Cl2过量：多氯甲烷为主；CH4过量：一氯甲烷为主；反应时间短：一氯甲烷为主。+甲烷与其它卤素的反应C H 4+X 2h v or C H 3XC H X 3+C H 2 X 2 +C X 4+H XC

31、 H 4（过量）+X 2h v or C H 3XH XC H 4+X 2（过量）hv o r C X 4+H X反应速率:F2 Cl2 Br2 I2（不反应）F2 ：反应过分剧烈、较难控制Cl2 ：正常（常温下可发生反应）Br2：稍慢（加热下可发生反应）主要讨论的内容I2 ：不反应。即使反应,其逆反应易进行CH3I+HICH4+I 2二.卤代反应机理-自由基链式反应自由基链式反应生成自由基，可见光波足以引发消耗旧自由基，生成新自由基，反复循环吸热多，不易进行简单规律：如果反应的机理相同（相似），可通过反应的能量判断反应的难易自由基反应“三步曲”：链引发；链增长；链终止由于自由基很活泼，当体系

32、中存在O2或其它自由基，对反应有影响。如：CH3+OOCH3OO甲基自由基的结构甲基C：SP3杂化Csp2甲基自由基C：SP2杂化H1200CHCH1H/2H=0.72/4=0.28/6=3.8:13H/1H=0.36/1=0.64/9=5.1:1即室温下,3H 2H 1H=5.1:3.8:1（28%）（72%）（64%）（36%）烷烃分子中不同氢原子被氯代的速率不同烷烃分子中不同氢原子被氯代的速率不同三三.卤化反应的取向和自由基的稳定性卤化反应的取向和自由基的稳定性甲烷氯代的势能变化图可知Ea1的大小是决定反应的关键.过渡态:势能最高处的原子排列，势能Ea 1ClH CH3ClCl CH3E

33、a 2Cl +CH4Cl H +CH3H 1H 2CH3 Cl +Cl反应进程Ea：活化能H:反应热生成其它烷基中间体所需能量低，其稳定性好，即需要的活化能小，反应易进行。生成碳自由基的稳定性与键的解离能有关：碳自由基的能量排序为：3o-R 2o-R 1o-R 2o-R 1o-R CH3卤素卤代的反应活性:F2 Cl2 Br2 I2XH注：从反应热注：从反应热四.卤代反应中X2的相对活性解释FClBrI(1)X2+188.3+242.7难+192.5+150.6易(2)+CH4HX+CH3关键步骤-130.0最易+4.0易+71.0+138.0难(3)CH3+X2CH3X+X-297.0-10

34、7.0-100.0-84.0-427.0-103.0-29.0+54.0结论:反应活性FClBrI反应热来解释，放出的热越多越易进行反应热来解释，放出的热越多越易进行从从活化能来解释，活化能越小越易进行活化能来解释，活化能越小越易进行2.6.2 氧化反应氧化反应 氧化反应氧化反应：在有机物分子中引入氧原子的反应称为氧化反应。有时把有机化合物脱去氢原子的反应也称氧脱去氢原子的反应也称氧化反应化反应。1.完全氧化反应完全氧化反应 烃类燃烧放出的能量称为燃烧焓燃烧焓（燃烧热），现代的实验技术可以精确的测定燃烧焓值。2.部分氧化反应部分氧化反应使用催化剂，控制反应条件可使烷烃部分氧化得到醇、醛、酮、酸

35、等化合物。合成甲醛合成甲醛合成环己酮合成环己酮合成醋酸合成醋酸合成脂肪酸合成脂肪酸氧化反应的产物很复杂，难分离纯化3.有机化合物的爆炸极限有机化合物的爆炸极限甲烷的爆炸极限是5.53%14%，甲烷在空气中的体积分数达到这个范围，遇明火爆炸，而在这个范围之外燃烧亦不爆炸。大多数有机化合物都有此性质。化工厂、煤矿爆炸事故多源于此。2.6.3 异构化反应异构化反应链烷烃在强酸催化下，从一种异构体变为另一异构体的反应称为异构反应.工业上应用工业上应用：将直链烷烃转化成支链烷烃，提高油品的质量。烷烃异构化增强反应活性.2.6.4 裂化反应裂化反应(1)无氧条件下的热分解反应称为热裂化 为什么前一个反应条

36、件是为什么前一个反应条件是700，而后一个反，而后一个反应的条件是应的条件是800？(2)催化裂化高碳数烷烃，如柴油、沥青、渣油、甚至原油都能进行裂解反应。工业上应用：制备CH2=CH2、CH2=CHCH3等低碳数烯烃.热裂解反应是自由基型反应，而催化裂解是离子型反应。伴随着异构化、环化、芳构化、脱氢、缩合和聚合等多种反应，所得的产物十分复杂，产物的分离过程也很复杂。环状结构有一定的几何角，如：三元环600环烷烃的C是sp3杂化轨道夹角109.50最稳定的成键方式是最大重叠原则弯曲键弯曲键不如键稳定没有实现最大重叠。1040600109.502.6.5 小环环烷烃的加成反应小环环烷烃的加成反应

37、一一.环丙烷的结构特点环丙烷的结构特点(P35,36)。角张力:实际键角偏离正常键角而使分子产生的张力60109.5随着环的扩大，张力24。44扭转张力:相邻C上的H原子间因距离太近而产生的斥力HHHHHHHHHHHHHHHHHHCCC109.5。C105.5。CC丙烷环丙烷由此可见：(1)键的重叠程度小，稳定性(2)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。对环烷烃稳定性的解释拜尔张力学说(1885年)以正四面体角109.50成键，是最稳定的结构。假设成环C原子共平面。那么，环的几何角和109.50相差越大，则环越不稳定。由于这种角度差而产生的复原力称作角张

38、力角张力环烷烃的结构与环的稳定性60090010801200环烷烃的稳定性：？除环丙烷外，其他环烷烃都不是平面结构,环丁烷是蝴蝶型结构,环戊烷为信封型和扭曲型结构,环已烷为椅式结构.要解释环烷烃结构的稳定性，应从构象进行分析，角张力只是影响因素之一。顺反异构由于两个成环碳原子上所连接的不同原子或基团在空间的排列（分布）不同而形成不同构型化合物的异构现象。HHHHCH3H顺式CH3HCH3H反式HCH3顺反异构产生的原因：键不能旋转顺反异构体的特点：为不同物质，转换需断键二二.单环烷烃的立体异构单环烷烃的立体异构C3CH3HCH131CC3H2C3CH3HC113H2CC2C3HC3H23H3H

39、3H多取代环己烷的优势构象顺反aeaa注：环己烷中的顺反，若相同基团都朝上或下，即顺，若相同基团一个朝上，一个朝下，即反aeee优势构象例1多元取代环己烷优势构象的书写规律取代基尽可能在e键上体积大的取代基尽可能在e键上同时要满足顺反异构和位置写出顺-1-甲基-4-异丙基环己烷的优势构象。CH(CH3)2CH3例2写出反-1-甲基-2-乙基环己烷的优势构象。CH3C2H5例3写出下列化合物的优势构象。CH3C(CH3)3C2H5C(CH3)3C2H5CH3+三三.环烷烃的化学性质环烷烃的化学性质1.与烷烃类似的性质与烷烃类似的性质（1）卤代反应：+X2hXXX=Cl、Br（2）氧化反应：KMn

40、O4不反应所有环烷烃可与烯烃或炔烃区别开来。+HNO3，PHOOCCH2CH2CH2CH2CH2COOH。+2.与烯烃类似的性质 小环烷烃的加成（1）加H2：Ni。80CCH3CH2CH3+H2Ni120CPt。300CCH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2CH3用Ni催化难以反应（2）加X2：Br2CCl4室温BrCH2CH2CH2Br可与烷烃区别开来Br2CCl4BrCH2CH2CH2CH2Br+3.加HX：Br2CCl4不反应+HBr室温CH3CH2CH2BrCH3CHCH2CH2+HBrCH3CHCH2CH3Br碳环的断裂：发生在含H最多和含H最少的两个碳原子之间。加成规律：遵循不对称加成规律。+练习1H2SO4CH3CH2CHCH3OSO3HH2OCH3CH2CHCH3OH2 如何鉴别丙烷和环丙烷丙烷环丙烷溴水室温褪色不褪色H烷烃的主要来源和制法（1）烷烃的来源石油和天然气石油的主要成分是各种烃类(烷烃、环烷烃和芳香烃等)的复杂混合物。天然气的主要成分为低级烷烃（75甲烷，15乙烷，5丙烷，5%其它较高级的烷烃）的混合物。（2）烷烃的制法(甲)烯烃加氢CH3CH CHCH3+H2Ni,25 ,5MPaHCH3CHCHCH3(乙)Corey House合成合成(CH3)2CuLi+CH3(CH2)3CH2I,253.5h,98%CH3(CH2)3CH2CH3