饱和烃：烷烃与环烷烃.ppt

第二章饱和烃：烷烃与环烷烃2.6烷烃和环烷烃的化学性质2.6.1自由基取代反应2.6.2氧化反应2.6.3异构化反应2.6.4裂化反应2.6.5小环环烷烃的加成反应烃(Hydrocarbons)：只含有C、H两种元素的化合物烃烷烃的通式：CnH2n+2环烷烃的通式C4H10：碳骨架异构环烷烃的构造异构2.2.1碳原子的四种类型.2.2.2烷基与环烷基名称缩写2.2.3烷烃的命名用“正”、“异”、“新”分别表示直链、一端具有异丙基或叔丁基的构造异构体。C6母体选取最长的碳链作为主链。(b)为主链上的碳原子编号不同基团编号相同时，使小取代基编号最小第三次第一节1支链上带有取代基环烷烃可根据环的大小分为：小环——C3~C4，普通环——C5~C7，中环——C8~C11，大环——C12以上；也可根据环的数目分为单环和多环，多环又分为——联环螺环、稠环桥环。螺环烃：两个碳环共用一个碳原子的环烃。以环为母体，根据成环碳原子数称为环某烷。环外基团作为环上的取代基当环上有不止一个取代基时，将成环碳原子编号。编号时，使“次序规则”中“优先”的基团具有较大的位次号，且使所有的取代基位号尽可能的小。当环与长链连接时环可作为取代基（称环基）顺-1,3-二甲基环戊烷1,2,4-三甲基二环[4.3.0]壬烷编号从小环开始取代基数目取最小环烷烃的其它命名方法:2.3烷烃的结构在甲烷分子中，C原子是sp3杂化。图2.3sp3杂化的碳原子sp3-1sσ键图2.5甲烷的球棍模型C－Cσ键是由两个碳原子各以一个sp3杂化轨道沿对称轴方向交盖而成的。如：乙烷分子的结构1个C－Ｃσ键图2.7乙烷的球棒模型图2.8乙烷的比例模型图2.9乙烷的棍棒模型σ键的特性：图2.10正丁烷的球棒模型燃烧热(-△Hc)测定数据表明：开链烷烃分子每增加一个—CH2—，其燃烧热数值的增加基本上是一个定值659kJ·mol-1。(链状烷烃—CH2—的平均燃烧热）表2.2一些环烷烃的燃烧热环烷烃的稳定性：在环丙烷分子中，两个相邻的C原子以sp3杂化轨道形成C－Cσ键时，轨道从环碳原子连线外侧重叠，以弯曲的方式交盖，形成弯曲键。两条sp3杂化轨道在成键时，为了满足c-c-c键角为60度，没有延对称轴的方向进行重叠，因此，环丙烷不稳定，容易以加成的方式开环。C—C单键是可以旋转的单键的旋转使分子中的原子或基团在空间产生不同的排列（构象）不同的构象之间为构象异构关系（一类立体异构现象）描述构象的几种方式键电子云排斥，vonderwaals排斥力，内能较高（最不稳定）……由C2－C3σ键旋转产生的构象：对位交叉稳定性：对位交叉>部分交叉>部分重叠>全重叠2.10环己烷的构象环己烷椅式构象椅式构象和船式构象可以相互转变，但椅式构象比船式构象稳定：在船式构象中，所有的C－H键处于重叠式。e环己烷可以由一种椅式构象翻转成另一种椅式构象，原来的a键变为e键，原来的e键变为a键：环己烷椅式构象的画法§2.4.4取代环己烷的构象分析一取代环己烷的构象取代基越大，它处于e键的构象越稳定：若环上连有不同的取代基，一般是体积大的取代基优先处于e键。环己烷多元取代物的最稳定的构象是e-取代最多的构象2.环上有不同取代基是，大的取代基在e-键的构象最稳定叔丁基在e键上的构象比在a键上的另一种构象要稳定的多.练习小结：2.5烷烃的物理性质2.5.1沸点当C原子数相同时，含支链越多的烷烃，相应的沸点越低。2.5.2熔点图2.17烷烃的熔点与分子中所含碳原子数的关系图C原子数相同烷烃的不同异构体，对称性较好的异构体具有较高的熔点。2.5.3相对密度2.5.5折射率在一定的波长的光源和一定的温度条件下，折射率对确定的化合物是一个常数。环烷烃的物理性质CH电负性2.52.22.6.1自由基取代反应(1)卤化反应(Halogenation)：乙烷能够解释以下问题：自由基：带一个未配对电子的原子或基团其他烷基自由基烷烃卤化反应的自由基反应机理链的增长阶段：甲烷卤代机理的循环表达式链的终止阶段:链反应：(3)卤化反应的取向与自由基的稳定性异丁烷的一元氯化反应：过渡态(TransitionState)理论（p52）反应的取向与自由基的稳定性相关。(4)反应活性与选择性2.6.2氧化反应(Oxidation)工业上对烷烃或环烷烃氧化反应的利用：2.11环烷烃的化学性质小环环烷烃的加成反应随着环的增大，环的稳定性增加，开环的反应条件增强：(2)加溴(3)加溴化氢2.12环烷烃的主要来源和制法本章作业：