第二章烷烃教案
烷烃--教案

《烷烃》一、教材分析:烷烃之前的甲烷是同学们第一次浅显的接触有机物,而这一节内容是巩固前一节的内容并引同学们真正了解有机物,是学习有机物的基础部分,也很重要。
二、学情分析:这是同学们刚开始接触有机物的学习,还比较陌生,所以可能接受起来比较慢,在讲解过程中需要充分考虑同学们的理解情况。
三、三维目标:知识与技能:1、学生掌握烷烃的概念。
2、学生认识烷烃同系物在组成、结构式、化学性质上的共同点以及物理性质随着分子里碳原子数目的递增而变化的规律性。
3、通过烷烃分子通式的总结推导过程,学会用“通式思想”认识同系物的有机物的组成特征。
过程与方法:从甲烷性质推导到烷烃的性质的过程中,学会从一种代表物质入手掌握同系列有机物性质的方法。
情感态度与价值观:使学生初步掌握研究物质的方法——结构解析、推测可能的性质、设计实验、观察现象、解析现象、得出结论,再辩证地解析结论的适用范围。
四、教学重点:烷烃的性质,同系物的概念。
五、教学难点:烷烃的性质,同系物的概念。
六、教学过程:【学与问】与甲烷结构相似的有机物还有很多,请你观察下列有机物的球棍模型和结构式,试归纳出它们在结构上的特点。
【板书】1 定义:烷烃:分子中碳原子间以C-C单键相连,剩余的价键全部与H结合,使每个碳原子的化合价都达到饱和的链状烃,又叫饱和链状烃。
2 结构特点:C-C(可旋转);以C为中心四面体构型;锯齿形(非直线型);链状【练一练】下列物质中是否属于烷烃?【板书】3 结构简式:将结构式的所有单键省略名称结构简式常温时的状态熔点/℃沸点/℃相对密度甲烷CH4气-182 -164 0.466*乙烷CH3CH3气-183.3 -88.6 0.572**丙烷CH3CH2CH3气-189.7 -42.1 0.5853***丁烷CH3(CH2)2CH3气-138.4 -0.5 0.5788戊烷CH3(CH2)3CH3液-130 36.1 0.6262【板书】4 物理性质:(1)均不溶于水,且密度比水小(2)烷烃随着分子中碳原子数的递增,熔沸点逐渐升高【板书】5 化学性质:(1)通常情况下很稳定,不跟强酸,强碱,酸性高锰酸钾和溴水发生反应;(2) 氧化反应:(3)高温分解(4)取代反应【观察与发现】1 写出下列烷烃的分子式,观察有什么规律,试着写出通式。
烷烃教案 (2)

烷烃一、教学目标1.知识与技能:了解烃的概念及其分类;熟悉甲烷的物理和化学性质;掌握烷烃的结构、性质及其递变规律;了解同系物的概念,掌握同系物的判断方法2.过程与方法:通过回顾甲烷的物理化学性质,引入烷烃的性质及其递变规律;通过对烷烃的结构的认识,掌握烃的物理化学性质;通过同系物概念讲解及结构特点的分析,掌握同系物的判断方法。
3.情感态度价值观:培养学生的创造性及问题分析能力;引入“结构决定性质,性质体现结构”的化学理念;由表及里提升学生的思维能力的延伸。
二、学情分析在学习本章之前,学生已经在必修2中学习了甲烷的物理性质和化学性质,对于甲烷的结构特点、取代反应有了初步的理解与掌握。
同时第一章中介绍了有机物的分类,对于学生学习烷烃都有很大的帮助,同时通过习题的练习掌握了有机物的一半硬质及书写方法。
三、教学重点烷烃的概念和判断、烷烃的性质及其递变规律、同系物的概念四、教学难点同系物的判断、烷烃燃烧的计算五、教学过程【引入】同学们,以前我们学习了碱金属、卤素等无机化合物,接下来我们在来学习另外一类化合物——有机物。
有机物与我们的生活密不可分,如石油是重要的工业原料,煮饭用的天然气是甲烷,下面我们将从最简单的一类有机物开始学习。
【板书】第二章烃和卤代烃【讲解】首先我们来了解一下烃的定义是:仅含有碳氢元素的有机物叫做烃,又称碳氢化合物。
【板书】一、烃1.定义:仅含有碳氢元素的有机物叫做烃,又称碳氢化合物。
【讲解】了解了烃的定义之后我们来分析一下:烃是只含有碳氢元素,那么有哪些烃呢?烃进行分类:1.结构不同:烷烃。
烯烃、炔烃(举例)2.是否含苯环:脂肪烃、芳香烃(举例)3.碳的骨架不同:开链烃、闭链烃(举例)【板书】2.烃的分类(1)结构不同:烷烃。
烯烃、炔烃(2)是否含苯环:脂肪烃、芳香烃(3)碳的骨架不同:开链烃、闭链烃【讲解】我们先从最简单的烃——烷烃开始学习【板书】第一节 烷烃【讲解】在选修2中我们学过一种非常简单的有机物它是?【学生】甲烷【板书】一、甲烷【讲解】那么我们学习过甲烷的那些性质呢?首先我们来看物理性质:甲烷是无色无味的气体,标准状况下密度为0.717g/L 且极难溶于水,但易溶于有机溶剂【板书】1.物理性质无色无味的气体,标准状况下密度为0.717g/L 且极难溶于水,但易溶于有机溶剂【讲解】我们清楚“物质的结构决定性质”,甲烷是正四面体的结构,因此甲烷的化学性质稳定,与强酸、强碱,强氧化剂(如酸性高锰酸钾溶液)不发生反应,只有在特殊条件下才能发生反应。
烷烃的教案人教版

烷烃的教案人教版教案标题:烷烃的教案(人教版)教案目标:1. 知识目标:了解烷烃的基本概念、结构特点和命名规则。
2. 能力目标:通过实例分析和实验操作,培养学生观察、分析和解决问题的能力。
3. 情感目标:培养学生对科学实验的兴趣和探索精神,培养学生的团队合作意识。
教学重点:1. 烷烃的概念和结构特点。
2. 烷烃的命名规则。
教学难点:1. 烷烃的命名规则的理解和应用。
2. 烷烃的结构特点与物理性质的联系。
教学准备:1. 教师准备:熟悉烷烃的基本知识,准备相关教学资源和实验材料。
2. 学生准备:预习相关知识,准备实验记录本和实验器材。
教学过程:一、导入(5分钟)1. 利用图片或实物引起学生对烷烃的兴趣,激发学生的学习欲望。
2. 提问:你们在日常生活中了解到哪些与烷烃相关的事物?二、知识讲解与探究(15分钟)1. 通过PPT或板书,向学生介绍烷烃的概念和结构特点。
2. 通过实例分析,引导学生发现烷烃的命名规则,并进行讲解和解读。
3. 引导学生思考烷烃的结构特点与物理性质之间的联系。
三、实验操作(30分钟)1. 将学生分成小组,每组2-3人。
2. 分发实验材料和实验操作指导书,让学生进行烷烃的实验操作。
3. 引导学生观察实验现象,记录实验数据,并进行实验结果的分析和总结。
四、实验结果展示与讨论(10分钟)1. 学生展示实验结果,并进行讨论。
2. 引导学生思考实验结果与烷烃的结构特点之间的关系。
五、归纳总结(10分钟)1. 教师总结烷烃的基本概念、结构特点和命名规则。
2. 学生进行知识点的归纳总结,完成相关练习。
六、拓展延伸(10分钟)1. 提出拓展问题,引导学生进一步思考烷烃的应用和相关领域的研究。
2. 鼓励学生自主学习,寻找更多关于烷烃的知识和实践案例。
七、作业布置(5分钟)1. 布置相关课后作业,巩固学生对烷烃的理解和应用能力。
2. 鼓励学生进行实践探究,如自行制备烷烃实验等。
教学反思:1. 教师应根据学生的实际情况,合理安排教学内容和时间,确保教学进度和教学效果。
高中化学必修二烷烃的教案

高中化学必修二烷烃的教案
一、教学目标:
1. 了解烷烃的结构特点和命名规则。
2. 掌握烷烃的性质和化学反应。
3. 能够利用化学知识解决实际问题。
二、教学重点和难点:
1. 烷烃的结构特点和命名规则。
2. 烷烃的物理性质和化学性质。
三、教学内容:
1. 烷烃的结构特点和命名规则。
2. 烷烃的物理性质和化学性质。
3. 烷烃的应用和环境影响。
四、教学过程:
1.导入:通过介绍烷烃在生活中的应用,引起学生对烷烃的兴趣。
2.理论学习:讲解烷烃的结构特点和命名规则,让学生掌握基本概念。
3.实验探究:进行烷烃的物理性质和化学性质的实验,让学生亲自操作并观察现象。
4.课堂讨论:讨论烷烃在环境中的影响和应用,让学生思考如何减少烷烃对环境的危害。
5.总结评价:对本节课内容进行总结,让学生对烷烃的知识有更深入的理解。
五、课堂作业:
1. 完成相关练习题,加深对知识的理解。
2. 搜集烷烃在生活中的应用案例,并写一份小结。
六、教学反思:
通过本节课的教学,学生能够了解烷烃的结构特点和命名规则,掌握烷烃的性质和化学反应,丰富了化学知识,培养了学生的实验能力和解决问题的能力。
同时,通过讨论烷烃在环境中的影响和应用,培养了学生的环保意识和社会责任感。
高一必修二烷烃教案

2. 探讨提高实验效果的措施,如优化反应 条件、改进实验方法等。
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3. 结合理论知识,解释实验结果并加深对 烷烃性质的理解。
拓展延伸:环境保护和可持续发展观念引入
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03Biblioteka 0405环境保护意识培养:在 实验过程中强调环境保 护的重要性,如减少废 弃物排放、合理处理废 液等。引导学生树立绿 色化学理念,关注化学 实验对环境的影响。
学互相交流和学习,共同进步。
THANKS
感谢观看
表面活性剂
某些烷烃衍生物具有表面活性,可 用作洗涤剂、乳化剂等。
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实验探究与拓展延伸
实验设计思路及步骤
实验目的
通过合成烷烃的实验,探究碳氢 化合物的性质及合成方法,培养 学生的实验技能和科学探究能力 。
实验原理
利用烷基卤与金属钠的反应,生 成对应的烷烃。本实验以溴乙烷 和金属钠为原料,合成乙烷为例 。
在进行烯烃的氢化和炔烃的部分氢化 时,需要使用合适的催化剂和溶剂, 并严格控制反应条件,以避免副反应 的发生。
在进行烷基化反应时,需要注意反应 温度和压力的控制,以及催化剂的选 择和用量。
操作过程中要注意安全,避免接触皮 肤和吸入蒸气,实验结束后要及时清 洗仪器和处理好废液。
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烷烃在生活和工业中应用
5. 当反应完成后,停止加热并拆 卸实验装置。对产物进行分离和
纯化,得到乙烷。
数据记录、结果分析和讨论
数据记录:记录实验过程中的温度、压力、原 料用量、产物产量等数据。
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结果分析:根据实验数据,分析产物的纯度 和收率,评估实验的成败及效果。
讨论 03
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1. 分析实验中可能出现的误差及原因,如 原料不纯、操作不当等。
02有机化学第4版教案第二章--烷烃课件

三、伯、仲、叔和季碳原子
kinds of carbon and hydrogen
1、伯碳原子(一级碳原子):直接与一个碳原子 相连的碳原子。用10表示。
2、仲碳原子(二级碳原子):直接与两个碳原子 相连的碳原子。用20表示。
重叠式
用模型讲清能量高低的 原因和交叉、重叠之间 转化所需转的角。
位 能
交叉式 转动的度数
交叉式
二、正丁烷的构象Conformation of n-butane 1、正丁烷的四种构象:
CH3
CH3
CH3 CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
对位交叉式 反叠式
部分重叠式 反错式
邻位交叉式 顺错式
全重叠式 顺叠式
③一般情况下,中文字与中文字之间不用任何 符号。表示复杂支链时所用的“( )”和脂 环烃的命名中用的“[ ]”在书写时与中文字相 当。脂环烃的命名中“[ ]”内代表碳原子个数 的阿拉伯数字间用“·”
3、烷烃的系统命名原则:
①选取主链:选择含母体官能团最多的 最长碳链为主链。当有两根同长度的链 可作主链时,则应选择有支链数目最多 的链为主链。
三、烷烃分子的形成
1、甲烷分子的形成:
SP3杂化的碳原子,四个等同的 SP3杂 化轨道与四个氢原子的1S轨道重叠形成 四面体构型的四根C—H键,即甲烷分子。
甲烷分子的结构
凯Байду номын сангаас勒模型
Stuart模型
甲烷的球棒模型
2、乙烷的形成:
两个 SP3杂化的碳原子各以1根 SP3杂 化轨道相互重叠形成一根C—C键,又各 以三根 SP3杂化分别与氢原子的1S轨道重 叠形成C—H键。
第二节 烷烃教案

第二节烷烃(1)教学目标知识与技能1、了解各类烃结构的异同点,掌握烷烃结构的特点。
2、掌握饱和烃、不饱和烃的概念与原因。
3、分析各类烃通式的写法。
4、掌握结构简式的书写方法。
过程与方法1、通过甲烷,乙烷,丙烷球棍模型的演变分析得出饱和烃的概念;2、学生比较分析发现烷烃物理性质的规律。
情感、态度、价值观培养三种能力:统摄归纳的能力、联想对比的能力、阅读课文获取信息的能力。
教学重点:1.烷烃的组成、分子结构和通式;2.了解烷烃性质的递变规律;教学难点:烷烃结构和通式,同系物、同分异构体。
教学过程:【引言】在有机化合物中有一系列结构和性质与甲烷很相似的物质。
课题:§5-2 烷烃一、烷烃的结构和同系物【探究过程】教师引入→学生讨论→学生总结⑴由教师给出甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等部分的名称和化学式,请同学们完成结构简式和结构式。
⑵让学生分析表中的各种分子结构。
【总结】以下特点:①碳原子间以碳碳非极性共价键—单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部跟氢原子结合。
叫做饱和烃,又叫烷烃。
②分子间相邻两个烷烃在分子组成上相差一个CH2原子团,分子间不相邻两个烷烃在分子组成上相差若干个CH2原子团。
小结:在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互相称为同系物。
如烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等,它们互为同系物。
⑶通过烷烃之间相差“CH2”原子团,得出烷烃的通式:C n H2n+2二、烷烃的性质由上表总结:随着烷烃碳原子数的增加,总的趋势(递变性)是①气→液→固;②熔点升高;③沸点升高;④密度增大。
另外,与甲烷相似,烷烃易溶于有机溶剂,难溶于水。
2.化学性质由甲烷的性质得出烷烃的化学性质。
⑴烷烃的氧化反应烷烃完全燃烧的通式:C n H2n+2+(3n+1)O2nCO2+(n+1)H2O通常情况下,烷烃与高锰酸钾等强氧化剂不发生反应,不能与强酸和强碱溶液反应。
⑵烷烃的取代反应其它烷烃与甲烷一样,一定条件下能发生取代反应。
高二化学《烷烃》教案(2024)

氧化反应类型及特点总结
燃烧反应
烷烃在氧气中完全燃烧生成二氧 化碳和水,并放出大量热量。燃 烧反应是烷烃的一种重要氧化反
应。
催化氧化反应
在催化剂的作用下,烷烃可与氧 气发生氧化反应。例如,烷烃在 高温、高压和催化剂存在下与氧 气反应生成醇、醛、酮等含氧衍
生物。
臭氧氧化反应
烷烃可与臭氧发生氧化反应,生 成醛、酮等羰基化合物。这种反
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教师针对问题进行解答和指导
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及时回应学生问题
对于学生提出的问题,老 师应及时给予回应,确保 学生的疑问得到及时解决 。
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针对性指导
针对不同学生的问题,老 师应提供个性化的指导, 帮助学生找到适合自己的 学习方法和解题思路。
强化重要知识点
对于学生普遍存在的问题 ,老师应进行重点讲解和 强化,确保学生对重要知 识点的掌握。
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知识拓展与应用举例
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石油工业中烷烃的应用
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汽油
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烷烃是汽油的主要成分,通过不同碳链长度的烷烃混合,可以
得到不同辛烷值的汽油,满足不同发动机的需求。
柴油
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柴油中的烷烃碳链长度较长,具有较高的沸点和粘度,适合用
于压燃式发动机。
润滑油
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烷烃可以作为基础油,通过添加不同种类的添加剂,得到具有
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自由基取代反应原理
烷烃中的氢原子可被卤素原子取代,生成相应的卤代烷。反 应过程中,卤素分子在光照或加热条件下均裂成两个卤素原 子,卤素原子与烷烃分子中的氢原子发生碰撞,生成卤代烷 和氢卤酸。
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第二章烷烃一.学习目的和要求:1.掌握烷烃的同系列、同分异构和构造异构。
2.掌握烷烃的命名法、常见基团的名称。
3.掌握烷烃的结构,包括碳正四面体的概念、sp3杂化和σ键。
4.掌握烷烃的构象及构象的表示方法。
5.掌握烷烃的物理性质。
6.掌握烷烃的化学性质(稳定性、裂解、氧化及取代反应、各种氢的相对活泼性)。
7.掌握烷烃光卤代反应历程。
8.掌握甲烷氯代反应过程中的能量变化,包括过渡态理论、反应热、活化能。
9.掌握一般烷烃的卤代反应历程。
10.了解烷烃的来源。
二.本章节重点、难点烷烃的同系列、同分异构和构造异构、烷烃的命名法、烷烃的结构、烷烃的构象及构象的表示方法、烷烃的物理性质、烷烃的化学性质、烃光卤代反应历程、甲浣氯代反应过程中的能量变化。
三.教学内容分子中只有C 、H 两种元素的有机化合物叫做烃,烃可以分为以下几类:烷烃 开链烃(脂肪烃) 烯烃、二烯烃烃 炔烃环状烃(脂环烃) 脂环烃芳香烃烷烃是分之中的碳除以碳碳单键相连外,碳的其他价键都为氢原子所饱和的烃叫做烷烃,也叫做饱和烃。
2.1 烷烃的同系列及同分异构现象 2.1.1 烷烃的同系列最简单的烷烃是甲烷,依次为乙烷、丙烷 、丁烷、戊烷等,它们的分子式、构造式分别为:分子式 构造式 构造简式甲烷 CH 4 CH 4乙烷 C 2H 6 CH 3CH 3H C H C H H H C H H C H H C HH HH C H HH丙烷 C 3H 8 CH 3CH 2CH 3丁烷 C 4H 10 CH 3CH 2CH 2CH 3从上述结构式可以看出,链状烷烃的组成都是相差一个或几个CH 2(亚甲基)而连成碳链,碳链的两端各连一个氢原子。
所以烷烃的通式为CnH2n+2 。
这种结构和化学性质相似,组成上相差一个或多个CH 2的一系列化合物称为同系列。
同系列中的化合物互称为同系物。
由于同系列中同系物的结构和性质相似,其物理性质也随着分之中碳原子数目的增加而呈规律性变化,所以掌握了同系列中几个典型的有代表性的成员的化学性质,就可推知同系列中其他成员的一般化学性质。
在应用同系列概念时,除了注意同系物的共性外,还要注意它们的个性,要根据分子结构上的差异来理解性质上的异同。
2.2.2 烷烃的同分异构现象 1.同分异构现象甲、乙、丙烷只有一种结构,无同分异构现象,从丁烷开始有同分异构现象,同分异构体可以通过主链延长法和主链缩短法推导出来,下面通过主链延长法导出丁烷的所有同分异构体:H C H H C H H C H H C H HHH H H H C C C C H HH HH HH HH正丁烷(沸点-0.5℃)异丁烷(沸点-10.2)由两种丁烷两各异构体通过主链延长法导出三种戊烷的同分异构体:上述这种分子式相同而构造式不同的化合物称为同分异构体,这种现象称为构造异构现象。
构造异构现象是有机化学中普遍存在的异构现象的一种,这种异构是由于碳链的构造不同而形成的,故又称为碳链异构,随着碳原子数目的增多,异构体的数目也增多。
2.3.3伯、仲、叔、季碳原子CH 3-CH 2-CH 2-CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3-CH 2-CH-CH 3正戊烷 b.p 36.1℃异戊烷 b.p 28℃CH 3-CH 2-CH-CH 3CH 3C CH 3CH 3CH 3新戊烷 b.p 9.5℃33在烃分之中,按照碳原子及所边碳原子的不同,可分为四类: 仅及一个碳相连的碳原子叫做伯碳原子(或一级碳原子,用1°表示)及两个碳相连的碳原子叫做仲碳原子(或二级碳原子,用2°表示)及三个碳相连的碳原子叫做叔碳原子(或三级碳原子,用3°表示)及四个碳相连的碳原子叫做季碳原子(或四级碳原子,用4°表示)例如:及伯、仲、叔碳原子相连的氢原子,分别称为伯、仲、叔氢原子,不同类型的氢原子的反应性能有一定的差别。
2.2 烷烃的命名烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法 2.2.1 普通命名法根据分子中碳原子数的多少目称为“某烷”,碳原子数十个以内的依次用天干字甲、乙、丙、丁、戊……癸表示;十以上的用汉字数字表示碳原子数,用正、异、新表示同分异构体。
例如:CH 3 C CH 2 CH CH 3CH 3CH 31234CH 31°°°°°正戊烷 异戊烷 新戊烷 “正”:指直链的烷烃。
“异”:指链端第二个碳原子连有一个甲基支链的烷烃。
“新”:指链端第二个碳原子连有四 个甲基支链的烷烃。
普通命名法简单、方便,但只能适用(适用范围)于构造比较简单的烷烃。
对于比较复杂的烷烃必须使用系统命名法。
系统命名法涉及烷基的名称,现就常见的烷基介绍如下: 2.2.2 烷基烷基是烷烃分之中去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基。
烷基 名称 通常符号 CH 3- 甲基 Me CH 3CH 2- 乙基 Et CH 3CH 2CH 2- 丙基 n-Pr CH 3CH- 异丙基 i-Pr CH 3CH3CH2CH2CH2- 正丁基 n-Bu CH 3CHCH 2- 异丁基 i-Bu CH 3CH 3CH 2CH- 仲丁基 s-BuCH 3-CH 2-CH 2-CH 2-CH 3CH 3 CH CH 2-CH 3CH 3CH 3 C CH 3CH 3CH 3CH 3 CH3CH3 C 叔丁基 t-Bu CH3烷基的通式为C n H 2n+1,通常用R 表示,此外 还有“亚”某基,“次”某基,如:亚甲基为CH 2,次甲基为CH 。
2.2.3 系统命名法(IUPAC 命名法)目前有机化合物最常用的命名法是国际纯粹和应用化学联合会(IUPAC )制定的有机化合物的系统命名方法,我国现用系统合名法是根据IUPAC 规定的原则,再结合我国汉字的特点而制定的。
烷烃系统命名法规则如下:(1)选择主链:选择含碳原子数目最多的碳链作为主链,支链作为取代基,分之中有两条以上等长碳链时,则选择支链多的一条为主链。
例如:(2)碳原子的编号:1) 从最接近取代基的一端开始,将主链碳原子用1、2、3……编号2)从碳链任何一端开始,第一个支链的位置都相同时,例如: 1 2 3 4 5 6 7 编号正确 CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH37 CH3 CH2-CH3 1 编号错误3) 若第一个支链的位置相同,则依次比较第二、第三个支链的位置,以取代基的系列编号最小(最低系列原则)为原则。
1 2 3 4 5 6 7 8 编号正确 例如: CH 3-CH-CH 2-CH-CH 2-CH 2-CH-CH 38 CH 3 CH 3 CH 3 1 编号错误 (3)烷烃的名称1) 将支链(取代基)写在主链名称的前面2) 取代基按“次序规则”,位置优先的基团优先放在最后写出。
CCCC CC C C2346781CC C876543215CC C C CCCC234615162编号正确编号错误编号正确编号错误烷基的大小次序:甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基<异丁基<异丙基。
3)相同基团合并写出,位置用阿拉伯数字(例:2,3……等)标出, 取代基数目用中文数字(例:二,三……等)标出。
4)表示位置的数字间要用“,”隔开,位次和取代基名称之间要用“—”隔开。
例如:CH3CH—CHCH2—CH—CH2CH3CH3 CH3 CH2—CH(CH3)22,3,7,-三甲基-5-乙基辛烷2.2.4 衍生物命名法(补充)衍生物命名法是将所有的烷烃看成甲烷的烷基衍生物。
命名时一般选择最多的碳原子(级数最大的)作为母体甲烷的碳原子,烷基由小到大排列。
例:2.3 烷烃的结构2.3.1 碳原子的四面体构型构型是指具有一定构造的分子中原子在空间的排列状况,烷烃分之中碳原子为正四面体构型 。
甲烷分之中,碳原子位于正四面体构的中心,四个氢原子在四面体的四个顶点上,四个C-H 键长都为0.109nm ,所有建角 ∠ H-C-H 都是109.5º,甲烷的正四面体构型如下图所示。
2.3.2碳原子的SP 3杂化碳原子的基态电子排布是(1s 2、2s 2、2px 1、2py 1、2pz),按未成键电子的数目,碳原子应是二价的,但在烷烃分子中碳原子确是四价的,且四个价键是完全相同的。
这是因为,在有机物分子中碳原子都是以杂化轨道参及成键的,在烷烃分子中碳原子是以SP 3杂化轨道成键的,具体过程如下:杂化后形成四个能量相等的轨道称为SP 3杂化轨道,这种杂化方式称为SP 3杂化,每一个SP 3杂化轨道都含有1/4 S 成分和3/4 P 成分。
四个SP 3轨道对称的分布在碳原子的四周,对称轴之间的夹角H109.5o杂化光 或2P2P2SSP 2S基态激发态杂化态激发为109.5º,这样可使价电子尽可能彼此离得最远,相互间的斥力最小,有利于成键。
SP 3轨道有方向性,图形为一头大,一头小,示意图如下:2.3.3 烷烃分子的形成烷烃分子形成时,碳原子的SP 3轨道沿着对称轴的方向分别及碳的SP 3轨道或氢的1SHCHH象甲烷分子中C 及H 之间的化学键是σ键,象这种成键电子云沿键轴方向呈圆柱形对称重叠而形成的键叫做σ键。
σ键有如下几个的特点:(1)电子云沿键轴呈圆柱形对称分布。
2s 2p 四个 的空间分布sp3sp 3(2)可自由旋转而不影响电子云重叠的程度。
(3)结合的较牢固。
其中 C-H键, 键能 415.3KJ/mol;C-C键, 键能 345.6KJ/mol2.3. 4其它烷烃的构型1)碳原子都是以SP3杂化轨道及其他原子形成σ键,碳原子都为正四面体结构。
2) C-C键长均为0.154nm, C-H键长为0.109nm,,键角都接近于109.5°。
3)碳链一般是曲折地排布在空间,在晶体时碳链排列整齐,呈锯齿状,在气、液态时呈多种曲折排列形式(因σ键能自由旋转所致)。
例如正已烷的碳链在空间的分布为:2、4 烷烃的构象构象:分子通过单键的旋转而引起的分之中各原子在空间的不同排列方式称为构象。
2.4.1 乙烷的构象理论上讲,乙烷分之中碳碳单键的自由旋转可以产生无数种构象,但极限构象只有两种,即交叉式和重叠式。
构象通常用透视式或纽曼(Newman)投影式表示如下:透视式纽曼(Newman)投影式交式重叠式交叉式构象为乙烷的优势构象交叉式构象中原子间的斥力小,能量最低。
重叠式比交叉式的能垒(扭转能)高12.5KJ/mol 。
单键旋转的能垒一般为12~42KL/mol ,在室温时,乙烷分之中的C-C 键能迅速的旋转,因此不能分离出乙烷的某一构象。
在低温时,交叉式增加。