有机化学复习2011

第2章 饱和烃——(1) 烷烃——构象
(2)构象可以用透视式或投影式来表示
H H H H H H H H H H H H H H H （a）透视式 H H H H H H H H
（a）透视式
H （b）投影式
（b）投影式
交叉式构象
HH 能量 交叉式 H H H H H H H H 重叠式
重叠式构象
H
第1章 绪 论——(2) 化学键及共价键参数
1）化学键（Chemical Bond）是将原子结合在一起的
电子作用力 离子键和共价键两种基本类型。 共价键具有饱和性和方向性。 2）共价键参数——键长、键角、键能、键极性 键长和键角决定着分子的立体形状。 键能是化学键强度的主要标志之一 。
键的极性是决定分子的物理性质和化学性质的重要因
分子式相同而结构不同的化合物叫做同分异构体，简
称异构体（Isomer）。
同分异构的类型： 碳链异构 构造异构 位置异构 官能团异构
几何异构（顺反异构）
立体异构 构象（围绕单键旋转产生的空间的不同排列方式） 旋光异构（构型）
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——命名
a——与1个碳原子相连，叫一级碳原子或伯碳原子，常用“1°”表示 b——与2个碳原子相连，叫二级碳原子或仲碳原子，常用“2°”表示 c——与3个碳原子相连，叫三级碳原子或叔碳原子，常用“3°”表示 d——与4个碳原子相连，叫四级碳原子或季碳原子，常用“4°”表示 与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子，分别称为伯、仲、叔氢原子 a b b b a CH3－CH2－CH2－ CH2－ CH3 戊烷（正戊烷） a c b a CH3－CH－CH2－ CH3 a CH3 2-甲基丁烷（异戊烷）
－HCl
－HCl
CH3Cl＋Cl·
链锁 反应
· 2Cl＋Cl∶Cl CH
CH2Cl2＋Cl·
· 3 ＋Cl∶Cl CCl
· CHCl2＋ Cl∶Cl
CHCl3＋Cl·
－HCl
CCl4＋Cl·
几种游离基的稳定性顺序为： CH3 H H H 丨 丨 丨 丨 CH3—C ·＞ CH3—C · CH3—C · H—C · ＞ ＞ 丨 丨 丨 丨 CH3 CH3 H H
素之一。
第1章 绪 论——(3) 分子间作用力
化学键是分子内部原子之间的相互作用力，它决定分子的化学性质。 其实，分子间也存在着一种较弱的作用力，它决定着物质的物理性质。 分子间作用力有三种： 偶极-偶极作用力、范德华力、氢键。 其中，氢键是一种特殊的偶极作用，也是最大的一种分子间作用力。
— ＋ — — ＋ ＋ — ＋ — ＋ — ＋ ＋ —
5）反应速度慢，且副反应多。
第1章 绪 论——(6) 有机化合物分类
根据碳的骨架把有机物分成： 开链化合物、碳环化合物和杂环化合物 。 1）开链化合物有直链和支链之分，又叫脂肪族化合物。 2）碳环化合物是完全由碳原子组成的环，它又可分为： （1）脂环族化合物：（2）芳香族化合物： 3）杂环化合物除碳原子外，环上还有其它元素组成。 按官能团分类，可分为： 烯烃、炔烃、芳香烃、醇酚醚、醛酮醌、羧酸、 卤代烃、硝基化合物、胺、氨基酸、磺酸、硫醇、硫酚。
Y＋ ＋ C∶ˉ Y∶ˉ＋ C＋
正碳离子
按均裂方式进行的反应 ——游离基反应； 按异裂方式进行的反应 ——离子型反应。
第1章 绪 论——(5) 有机化合物一般特性
1）分子结构复杂且同分异构现象普遍；
2）热稳定性差且多数易燃烧；
3）熔沸点低，常温下，液体多，固体少；
4）水溶性差，难溶于水，易溶于有机溶剂；
第3章 不饱和烃性质—— (1) 烯烃——命名与异构
如何确定顺反异构，其原则是：将双键上每个碳原
子连接的原子或基团按次序规则排列出较优基团，较优 基团在双键的同一侧为顺式异构，相反，为反式异构。
a 次序规则
比较原子序数大小， 对于多原子基团，比较第 一个原子，若相同，再你 叫第二个，依次类推…
c C＝C d
CH3 H
部分重叠式 CH3 H H 邻位交叉式
转60°
转60° H3C H
部分重叠式
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——构象
(4) 丁烷构象内能大小顺序
H3C CH 能 量 H3C H H3C H H H
~14 kJ/mol 3 kJ/mol
全部重叠式
部分重叠式 邻位交叉式
H3C H H CH H H 3
（2）氧化与燃烧 （3）热裂解反应
第2章 饱和烃——(2) 环烷烃——结构 环烷烃（Cycloalkane）
105°
4
5 3
6 2 船式
1
C
60°
环丙烷 4 5 3 环丁烷 环戊烷
6 2 椅式
1
第2章 饱和烃——(2) 环烷烃——化学性质
三元和四元环烷烃——与烯烃性质相似——加成反应
CH2
CH2－ CH2 催化加氢
b
a>b & c>d a<b & c<d a>b & c<d a<b & c>d
顺式异构
反式异构
第3章 不饱和烃性质—— (1) 烯烃——化学性质
（1）加成反应——亲电加成
加氢——烯烃的位置异构体和顺反异构体，加氢后都形成一种烷烃。 CH3 CH3CH2CH＝CH2 C＝C
CH3 H
H2 Ni
CH3
(1)乙烷的构象
乙烷是最简单的含C－C单键的 有机物。由于C－C单键是可以自由 旋转，如果使乙烷分子中一个碳原子不动，另一个碳原子 绕C－C键轴旋转。则一个碳原子上的三个氢相对于另一个 碳原子上的三个氢，可以有无数的空间排列方式。这种由
于围绕单键旋转而产生的分子中原子或基团在空间的不同
排列方式叫做构象（Conformation）。
第2章 饱和烃——烃的分类
直链烷烃
饱 和 烃 烃 类 化 合 物 开链烃 环状烃
正构烷烃
异构烷烃
烷烃
支链烷烃 环烷烃 烯烃
开链烃 不 饱 和 烃 环状烃
炔烃
二烯烃 芳香烃 环烯烃 环炔烃 单环芳烃 多环芳烃
联苯 多苯取代烃 稠环芳烃 苯及其同系物
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——同系物与同分异构体
3
H H H H
~21 kJ/mol
对位交叉式
降 低
CH3 H H
H3C H
CH3
H
H
CH3 CH3 H H H
CH3 H H H CH3
0°
60°
120°
180°
240°
300°
360°
C－C 旋转角度
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——化学性质
（1）氯代
Cl∶Cl
光照
2Cl· ＋CH4
－HCl
· 3＋ Cl∶Cl CH
二聚异丁烯 CH3 CH3 CH3－C－CH2－CH－CH3 CH3 异辛烷
Ni／H2
第3章 不饱和烃性质—— (1) 烯烃——化学性质
（2）氧化反应
烯烃很容易被高锰酸钾等氧化剂氧化，可使高锰酸钾（KMnO4）
溶液褪色，生成褐色的氧化锰沉淀，这也是鉴定不饱和键存在的常用 方法之一。 （双键处断开）
60% CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 H2SO4 CH3－C＝CH2 ＋ C＝CH2 CH3－C－CH2－C＝CH2 ＋ CH3－C－CH＝C－CH3 70℃ CH3 CH3 CH3 802－C＝CH2 CH3 CH3 CH3 CH3－C－CH＝C－CH3 CH3
第2章 饱和烃——(2) 环烷烃——化学性质
五元和六元环烷烃及高级环烷烃的性质与烷烃相似， 它们不与溴发生加成，而是在光照下可以进行取代反应。
Br 日光 ＋ Br2 ＋ HBr
第3章 不饱和烃性质—— (1) 烯烃——结构—SP2杂化
sp2 C sp2 C sp2
H
C
sp2 C
H H C H H C
CH3－C≡C－H ＋ HCl HgCl CH3CH＝CHCl 氯丙烯 HCl CH3CH2－CHCl2 1,1-二氯丙烷
异丙醇
与硫酸加成——可以除去烷烃中少量的烯烃杂质。 CH3－CH＝CH2 ＋ HO－SO2－OH H2O △ CH3－CH－CH3 H+ CH3－CH－CH3 O－SO2－OH
硫酸氢异丙酯
OH
异丙醇
第3章 不饱和烃性质—— (1) 烯烃——化学性质
（1）加成反应——亲电加成 与烯烃加成 ——两个分子异丁烯可以生成二聚异丁烯。
H H
交叉式 H
H
H 12.5 kJ/mol
优势构象
H H
H
H H H
H H
C－C旋转
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——构象
(3) 丁烷的4种优势构象
H3C CH3 CH3 H H H3C H H H
转60°
转60°
转60°
H H
H H
全重叠式 CH3 H H H CH3 对位交叉式
H 邻位交叉式 H3C H H3C H H H
CH3 a a d CH3－C－ CH3 a CH
3
a
2,2-二甲基丙烷（新戊烷）
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——结构(SP3)
2px 2py 2pz
跃迁
杂化
2s
2s
2px 2py 2pz
sp sp sp sp
y 杂化 z x
C
H
C
Kekule Stuart
H H
C
H
第2章 饱和烃——(1) 烷烃——构象
CH3－CH－CH3
主要产物
CH3－CH＝CH2 ＋ HX