烃类
烃类化合物的定义和分类

烃类化合物的定义和分类
烃类化合物是指由一个或多个碳原子和一个或多个氢原子组成的有机
化合物,它们具有共价键,并且具有一个或多个烃基(即具有一个或
多个碳原子的单键)。
烃类化合物是有机化学中最重要的一类化合物,它们在自然界中广泛存在,也是人类社会发展的重要物质基础。
烃类化合物可以根据其结构特征进行分类。
根据碳原子的结构,可以
将烃类化合物分为烷烃、环烃和芳香烃三大类。
烷烃是指由一个或多个碳原子构成的烃,它们的碳原子以直链结构排列,每个碳原子上都有四个键,其中三个键与其他碳原子共价键,另
一个键与氢原子共价键。
烷烃的碳原子数量可以从一个到无数个,其
中最常见的是由一个碳原子和四个氢原子组成的甲烷,也叫做烷烃的“基础”。
环烃是指由一个或多个碳原子构成的烃,它们的碳原子以环状结构排列,每个碳原子上都有四个键,其中三个键与其他碳原子共价键,另
一个键与氢原子共价键。
环烃的碳原子数量可以从三个到无数个,其
中最常见的是由三个碳原子和六个氢原子组成的环己烷,也叫做环烃
的“基础”。
芳香烃是指由一个或多个碳原子构成的烃,它们的碳原子以环状结构
排列,每个碳原子上都有四个键,其中三个键与其他碳原子共价键,
另一个键与氢原子共价键。
芳香烃的碳原子数量可以从四个到无数个,其中最常见的是由六个碳原子和十二个氢原子组成的苯,也叫做芳香
烃的“基础”。
烃类化合物是有机化学中最重要的一类化合物,它们在自然界中广泛存在,也是人类社会发展的重要物质基础。
根据其结构特征,可以将烃类化合物分为烷烃、环烃和芳香烃三大类,它们在有机化学中都扮演着重要的角色。
烃类

第二册第五章烃一、知识要点与规律1.有机物(1).有机物通常是指含碳元素的化合物。
但象CO、CO2 、H2CO3和HCN及其盐等少数物质,虽然含有碳元素,但其性质与无机物很相似,故一般归于无机物。
(2).有机物种类繁多达上千万种(无机物只有十几万种),其重要原因是:①.碳原子有4个价电子,能与其它原子形成4个共价键。
②.碳原子之间的结合方式可以有多种(单键、双键、三键),碳原子之间可成链可成环,碳链的长度可以不同,碳环的大小可以不同。
③.有机物普遍存在同分异构现象。
(3).有机物的性质:对于大多数有机物,有如下性质①难溶于水,易溶与汽油、苯等有机溶剂(相似相溶);②多为非电解质,不易导电(非极性分子);③多数熔沸点较低(分子晶体);④大多易燃烧、易分解(多由C、H组成,故易于燃烧;碳链越长越易于断裂分解);⑤有机反应复杂、速率慢,多需催化剂(分子反应一般慢于离子反应;有机分子中共价键多,反应中可以断裂的部位多,故副反应多)。
(4)重要的有机原理①价键数原理:碳四键,氮三键,氧二键,氢一键。
②同系列原理:同系列中的各不同有机物均具有十分相似的化学性质。
这是学习有机化学的主要方法。
③官能团原理:分子结构决定化学性质在有机化学中的体现是-官能团决定化学性质。
学习有机化学从某种意义上说就是学习官能团。
这一原理是进行有机物性质、结构推理的主要依据。
2.烃的概念和分类(1).概念:仅由碳氢两种元素组成的有机物,叫碳氢化合物,简称烃。
3.同系物和同分异构体概念比较4. 烃的同系物的含碳量比较烷烃(C n H 2n+2):C%=12n/(14n+2)=12/(14+2/n); n=1时,C %=75%;n →∞时,C%→85.7%; 烯烃(C n H 2n ):C%=12n/14n =85.7%; 炔烃(C n H 2n-2):C%=12n/(14n –2)=12/(14–2/n); n=2时,C %=92.3%;n →∞时,C%→85.7%;苯及其同系物(C n H 2n -6):C%=12n/(14n –6)=12/(14–6/n); n=6时,C %=92.3%;n → ∞时,C%→85.7%; 5.烃的物理性质递变规律一般随碳原子数的增多,沸点升高,液态时密度增大。
有机化学基础烃类与烯烃类化合物

有机化学基础烃类与烯烃类化合物有机化学是研究有机物质的组成、结构、性质、合成和反应的一门学科。
烃类和烯烃类化合物是有机化学中最基础的化合物之一。
本文将从烃类和烯烃类的基本概念、命名规则以及常见应用等方面进行论述。
一、烃类化合物烃类化合物是由碳和氢元素组成的化合物,其分子由碳-碳单键和碳-氢单键连接而成。
根据碳原子间的连接方式,烃类可分为饱和烃和不饱和烃两类。
1. 饱和烃饱和烃的分子中只含有碳-碳单键,没有碳-碳双键或三键。
常见的饱和烃包括甲烷、乙烷、丙烷等。
甲烷(CH4)是最简单的饱和烃,由一个碳原子和四个氢原子组成。
它是天然气的主要成分之一,常用作燃料。
乙烷(C2H6)由两个碳原子和六个氢原子组成。
它是许多化学反应的重要原料。
丙烷(C3H8)是三个碳原子和八个氢原子组成的饱和烃。
它也是一种常见的燃料。
2. 不饱和烃不饱和烃分为烯烃和炔烃两类。
烯烃是带有一个或多个碳-碳双键的烃类化合物。
常见的烯烃包括乙烯、丙烯和戊烯等。
乙烯(C2H4)是最简单的烯烃,由两个碳原子和四个氢原子组成。
它是重要的工业原料,广泛用于塑料制品和合成橡胶的生产过程中。
丙烯(C3H6)是三个碳原子和六个氢原子组成的烯烃。
它也是一种重要的化工原料,被广泛用于合成合成纤维、涂料和塑料等产品。
炔烃是带有一个或多个碳-碳三键的烃类化合物。
最常见的炔烃是乙炔。
乙炔(C2H2)由两个碳原子和两个氢原子组成。
它是一种非常有用的化学原料,广泛应用于金属切割、气焊等工艺中。
二、烯烃类化合物烯烃类化合物是由含有一个或多个碳-碳双键的碳氢化合物。
烯烃可以进行加成反应、聚合反应等,具有丰富的化学活性。
1. 反式烯烃与顺式烯烃根据双键旋转的方式,烯烃可以分为反式烯烃和顺式烯烃。
烯烃分子中的双键可以发生旋转,使得双键上的两个基团相对位置发生改变。
反式烯烃的双键两端的基团相对排列,而顺式烯烃的双键两端的基团处于同一侧。
2. 共轭烯烃当烯烃分子中相邻的双键或者一个碳-碳双键和一个碳-氧双键相互作用时,形成了共轭烯烃。
烃类与石油化学

烃类与石油化学石油是一种重要的能源资源,在现代社会中起着举足轻重的作用。
而石油的主要成分之一就是烃类化合物。
烃类是由碳和氢构成的有机化合物,是石油化学的基础。
1. 烃类的分类和特点烃类根据分子中碳原子的数目可以分为烷烃、烯烃和芳香烃三类。
烷烃的分子中只含有碳碳单键,烯烃含有一个或多个碳碳双键,芳香烃的分子中含有苯环结构。
烃类具有燃烧热值高、易燃易炸、不溶于水等特点,是石油和天然气的主要成分。
2. 石油的提炼和加工石油提炼是将原油中的各种组分分离出来,得到不同用途的产品的过程。
常用的石油提炼方法包括蒸馏、裂化、重整、吸附等。
蒸馏是根据不同烃类化合物的沸点将原油分为不同的馏分。
裂化是将较重的烃类分子裂解成较轻的分子,增加汽油产量。
重整是使分子结构发生变化,提高汽油的辛烷值。
吸附是利用吸附剂吸附石油中的杂质。
3. 石油化学的应用石油化学是利用石油为原料进行化学转化和加工的领域。
它不仅可以生产各种石油产品如汽油、柴油、煤油等,还可以生产众多有机化学品,如塑料、橡胶、合成纤维、颜料、染料等。
石油化工产业对经济的发展和社会的进步起着重要的推动作用。
4. 石油化学的环境问题石油化学产业的快速发展也带来了一些环境问题。
例如,石油化学工厂的废气和废水排放会对环境造成污染,容易导致空气和水资源污染。
此外,石油化学产品的生产和使用也会产生大量的二氧化碳等温室气体,加剧了全球气候变化的问题。
因此,石油化学产业需要加强环境保护和可持续发展的措施,控制污染和减少碳排放。
5. 石油化学的发展趋势在可持续发展的背景下,石油化学产业也在朝着绿色化、高效化和可循环利用的方向发展。
例如,发展生物质能源和生物基化学品替代传统石化产品,减少对化石能源的依赖;推广绿色工艺和清洁能源的应用,减少环境污染;提高资源利用效率,实现废物和废水的资源化利用等。
这些措施可以降低石油化学产业的环境风险,促进可持续发展。
总结:烃类是石油化学的基础,石油化学产业对经济发展和社会进步起着重要的推动作用。
烃类、醇、酯、胺、醚等等

烃类化合物是碳、与氢原子所构成的化合物,主要又包含烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃。
烃类化合物有烷,烯,炔,芳香烃。
烃是碳氢化合物的统称,中文译名往往以元素组合并简化来表示.烃取碳中之火,氢去头以成字.烃的三大副族以分子的饱和程度来区分.烷(alkanes)是饱和烃类,它们无法再接纳氢了.烯(alkenes)是少了一分子氢的烃,故加氢便产生烷;一个烯分子也可以有多于一处的不饱和双键,故这类型化合物包括二烯,三烯,……等等.比烯更缺氢的烃称为炔(alkynes),它们含有三键.常见的烃有甲烷(沼气),丙烷和丁烷(打火机油),异辛烷,石蜡.高级汽油常夸耀异辛烷值,此值与汽油在内燃机内燃烧时引起的震荡成反比.聚乙烯的名字要注意,乙烯聚合后生成的是高分子烷(末端可能有其他基团).很多植物精油是烯类化合物所组成,如苎(limonene, 图二)是橙,柚等果皮挤出的油之主要成分,由松树压出的油含有两种异构蒎烯(pinene)与少量的他种单化合物,动物肝脏有制造鲨烯(squalene)的功能,它是胆固醇及一些性激素的中间体.天然橡胶是含有多个双键(作规律性分布)的烯类化合物.β胡萝卜素(β-carotene)内有一个很长的共轭多烯系统,在碳链上单键与双键互替,故能吸收部分的可见光波而显色.乙炔(图三)是我们最熟悉又是最简单的含三键碳氢化合物,它可由碳化钙的水解而制得.在电灯未普及之前,路旁小摊在夜间照明多用即生即燃乙炔.现在它的最大用途是焊接.碳与氢各为四价及一价原子,烷类的分子式是CnH2n+2,烯类为CnH2n,炔类为CnH2n-2(n是自然数).二烯与单炔的分子式相同,余可类推.又有机化合物中除了链状结构,还有环型的.含一个环的烷(三个碳原子以上才可成环),也具有与单烯相同的分子式,故每一环代表一不饱和度〔注一〕.然而环烷不会立即脱去溴或高锰酸钾的颜色,在定性检测饱和或不饱和有机化合物时,往往用此方法.环烯与环炔当然是不饱和的烃.我们从前提过的烯二炔抗癌化合物的碳环系统中,就有一个双键及两个三键,这个特殊的结构单元正是破坏癌细胞的中枢.芳香烃是带有多个双键的环状化合物〔注二〕.最著名的当然是苯了.放在衣橱以防虫的丸,也是常见的芳香烃〔注三〕.烃类均不溶于水。
烃类的定义

烃类的定义随着人类社会的不断发展,化学成为重要的科学领域之一。
烃类化合物是化学领域中的一个重要分支,被广泛应用于各个领域,如能源、化学工业等。
那么,什么是烃类?烃类有什么特征?本文将为你详细介绍烃类的定义及其特点。
烃类是指一类由碳(C)、氢(H)两种元素构成的化合物,通过相同或不同的碳氢比,可分为不同种类。
烃类是碳氢化合物的总称,它是一类含有碳-碳键和碳-氢键的有机化合物。
这些碳氢化合物按照石油中的油烷类分为饱和烃和不饱和烃。
饱和烃一般是直链烷烃,化学式为CnH2n+2,例如甲烷(CH4)、乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)等。
不饱和烃则包括烯烃和炔烃两种,烯烃化学式一般为CnH2n,例如乙烯(C2H4)、丙烯(C3H4)等,炔烃化学式为CnH2n-2,例如乙炔(C2H2)、丙炔(C3H2)等。
烃类是天然矿物和燃料的主要来源,它们在地壳中广泛存在,如石油、天然气、焦炭、煤等都是烃类。
在化工工业中,烃类也是非常重要的原料,如烷基苯、苯乙烯、丙烷、丁烷、环己烷等都是从烃类中制得的。
此外还有许多药物、染料、塑料等物质,也是由烃类合成而成的。
烃类有许多特点,其中最显著的是其高能量密度。
由于碳氢键具有高的化学键能,因此烃类在燃烧时能释放出大量的能量。
这也是为什么烃类成为主要能源来源的原因之一。
另外,烃类分子的结构比较简单,由碳和氢原子组成,因此它们相对较稳定。
此外,烃类也有较好的化学性能,能够和其他原子和分子发生反应,产生新的化学性质。
总之,烃类是由碳和氢两种元素组成的有机物,具有高能量密度、稳定性和良好的化学性质等特点。
它们广泛存在于地壳中,是天然矿物和燃料的主要来源,也是化工工业中非常重要的原料。
在今后的发展中,烃类的应用领域还将不断扩大,为各行各业的发展提供了巨大的动力。
烃类物质定义

烃类物质定义一、引言烃类物质是有机化合物中最为基本的一类,是碳氢化合物的广义称呼。
烃类物质由一种或多种碳原子链和氢原子组成,是化学界的重要研究对象。
本文将从烃类物质的定义、分类、性质以及在生活中的应用等方面进行探讨。
二、烃类物质的定义烃类物质是一类只由碳原子和氢原子组成的有机化合物,其分子结构中只包含碳碳键和碳氢键,不含其他原子的化合物。
烃类物质的基本结构单元是碳氢原子或碳氢基团,又称烷基。
烃类物质可以通过碳原子链的长度、结构式以及饱和度来进行分类。
1. 根据碳原子链的长度•甲烷:由一根碳原子链组成,化学式为CH4。
•乙烷:由两根碳原子链组成,化学式为C2H6。
•丙烷:由三根碳原子链组成,化学式为C3H8。
•丁烷:由四根碳原子链组成,化学式为C4H10。
•…2. 根据碳原子链的结构式•直链烷烃:碳原子链呈直线排列,如乙烷、丙烷等。
•支链烷烃:碳原子链存在侧链或支链,如异丙烷、异丁烷等。
•环烷烃:碳原子链形成环状结构,如环丙烷、环己烷等。
3. 根据碳原子链的饱和度•饱和烃:碳原子链中所有碳原子都与最大量的氢原子相连,如甲烷、乙烷等。
•不饱和烃:碳原子链中存在含有双键或三键的碳原子,如乙烯、丙烯等。
三、烃类物质的性质烃类物质具有多种独特的性质,以下将介绍其物理性质和化学性质。
1. 物理性质•烃类物质大多数为无色无味的液体或气体,少数具有颜色,如苯为无色液体。
•烃类物质的相对分子质量较小。
•烃类物质的密度较小,大多数小于水的密度。
•烃类物质的沸点和熔点通常较低,易挥发。
•烃类物质的导电性较差,属于非电解质。
2. 化学性质•高度不稳定:烃类物质易燃、易爆,与氧气在适当条件下可发生燃烧反应。
•烷烃与卤素反应:烷烃与溴发生取代反应,生成溴代烷。
•不饱和烃的加成反应:不饱和烃易发生聚合反应,如乙烯聚合成聚乙烯。
•碳链的断裂:烷烃在高温条件下可以经历链内断裂反应,生成较短的烷烃。
四、烃类物质在生活中的应用烃类物质在生活中有广泛的应用,以下将介绍一些常见的应用领域。
烃类化合物有

普通命名法的局限
CH3CH2CH2CH2CH2CH3 hexane CH3CHCH2CH2CH3 CH3 isohexane CH3 CH3—C—CH2 CH3 CH3 neohexane CH3CH2CHCH2CH3 CH3 none CH3CH—CHCH3 CH3 CH3 none
2.系统命名法(IUPAC Rules) : IUPAC: International Union of Pure and Applied Chemistry
1.普通命名法
(适用于简单、含碳原子数较少的烷烃)
1. C1 ~ C10 CH3CH2CH2CH2CH3 pentane(戊烷)
甲、乙、丙、丁、戊、 CH3CHCH2CH3 己、庚、辛、壬、癸表示 CH3 碳数,“某烷” isopentane(异戊烷) 2. > C10 CH3 直接用数字表示碳数 CH3—C—CH3 CH3 3. “正”,“异”,“新” neopentane(新戊烷)
构造异构:由于分子中各原子连接方 式和次序不同而引起的异 构现象。 (分子式相同,构造式不同)
CH3 CH2CH2CH3 CH3— CH—CH3 CH3
同分异构
立体异构:构造式相同,但原子或基团 在空间的相对位置不同而 引起的异构。 (分子式相同,构造式相同,空间位置不同)
戊烷 C5H12
C—C—C—C—C 2° 1° 正戊烷 C | C—C—C—C 异戊烷 C 3° | 新戊烷 C—C—C | 4° C
第二章
饱和烃 (Saturated Hydrocarbon) 饱和烃(
第一节 烷烃 ( Alkane )
(通式为CnH2n+2的碳氢化合物的总称)
第二节 环烷烃 ( Cyclic Alkane )
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烃类2、按官能团分类官能团是决定某类化合物的主要性质的原子、原子团或特殊结构。
显然,含有相同官能团的有机化合物具有相似的化学性质。
表13-1常见的官能团及相应化合物的类别碳碳双键烯烃碳碳叁键炔烃 卤素原子—X 卤代烃 羟基—OH 醇、酚醚基醚醛基醛羰基酮等 羧基羧酸酰基酰基化合物 氨基—NH 2胺 硝基—NO 2硝基化合物 磺酸基—SO 3H 磺酸 巯基—SH 硫醇、硫酚 氰基—CN 腈(二)有机化合物的命名 1、烷烃的命名烷烃通常用系统命名法,其要点如下:(1)直链烷烃根据碳原子数称“某烷”,碳原子数由1到10用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,如CH 3CH 2CH 2CH 3叫丁烷,自十一起用汉数字表示,如C 11H 24,叫十一烷。
(2)带有支链烷烃的命名原则:A .选取主链。
从烷烃构造式中,选取含碳原子数最多的碳链为主链,写出相当于这一碳链的直链烷烃的名称。
B .从最靠近取代基的一端开始,用1、2、3、4……对主链进行编号,使取代基编号“依次最小”。
C .如果有几种取代基时,应依“次序规则”排列。
D .当具有相同长度的碳链可选做主链时,应选定具有支链数目最多的碳链为主。
例如:2、脂环烃的命名脂环烃分为饱和的脂环烃和不饱和的脂环烃。
饱和的脂环烃称为环烷烃,不饱和的脂环烃称环烯烃或CCCC CO CCH O C O C OH O CR O环炔烃。
它们的命名是在同数目碳原子的开链烃的名称之前加冠词“环”。
连有取代基的环烷烃,命名时使取代基的编号最小。
取代的不饱和环烃,要从重键开始编号,并使取代基有较小的位次。
环之间有共同碳原子的多环化合物叫多环烃。
根据环中共享碳原子的不同可分为螺环烃和桥环烃。
螺环烃分子中两个碳环共有一个碳原子。
螺环烃的命名是根据成环碳原子的总数称为螺某烷,在螺字后面的方括号内,用阿拉伯数字标出两个碳环除了共有碳原子以外的碳原子数目,将小的数字排在前面,编号从较小环中与螺原子(共有碳原子)相邻的一个碳原子开始,经过共有碳原子而到较大的环进行编号,在此编号规则基础上使取代基及官能团编号较小。
如脂环烃分子中两个或两个以上碳环共有两个或两个以上碳原子的称为桥环烃。
桥环烃中多个环共享的两个碳原子称为“桥头碳”,命名使先确定“桥”,并由桥头碳原子之一开始编号,其顺序是先经“大桥”再经“小桥”。
环数大写于前,方括号内标出各桥的碳原子数,最后写某烷。
如3、含单官能团化合物的命名含单官能团化合物的命名按下列步骤:(1)选择主链:选择含官能团的最长碳链为主链作为母体,称“某烯”、“某炔”、“某醇”、“某醛”、“某酸”等(而卤素、硝基、烷氧基则只作取代基),并标明官能团的位置。
(2)编号:从靠近官能团(或取代基)的一端开始编号。
(3)词头次序:同支链烷烃,按“次序规则”排列。
如:4、含多官能团的化合物命名含多官能团的化合物按下列步骤命名:(1)选择主链(或母体):开链烃应选择含尽可能多官能团(尽量包含碳碳双键或碳碳三键)的最长碳链为主链(或母体);碳环,芳环,杂环以环核为母体。
按表13-2次序优先选择一个主要官能团作词尾,即列在前面的官能团,优先选作词尾。
表13-2引用作词尾和词头的官能团名称官能团词尾词头(某)酸羧基—SO 3H (某)磺酸磺基 (某)酸(某)酯酯基(某)酰卤卤甲酰基(某)酰胺氨基甲酰基—CN (某)腈氰基(某)醛甲酰基(某)酮羰基 —OH (某)醇羟基 —SH (某)醇(或酚)巯基 —NH 2(某)胺氨基 =NH (某)亚胺亚氨基(某)烯双键(某)炔三键(2)开链烃编号从靠近主要官能团(选为词尾的官能团)的一端编起;碳环化合物,芳香环使主要官能团的编号最低。
而苯环上的2–位、3–位、4–位常分别用邻位、间位和对位表示。
(3)不选作主要官能团的其他官能团以及取代基一律作词头。
其次序排列按“次序规则”。
例如: 醛基(–CHO )在羟基(–OH )前,所以优先选择–CHO 为主要官能团作词尾称“己醛”,–CH 2CH 3、–OH 、–CH 3、–Br 作词头,根据“次序规则”,其次序是甲基、乙基、羟基、溴。
编号从主要官能团开始,并使取代基位次最小。
所以命名为:4–甲基–2–乙基–3–羟基–5–溴己醛。
主要官能团是–COOCH 3,所以叫苯甲酸甲酯。
–OH 、–NO 2作词头,其次序是硝C OHO C OR O C XOC NH 2OC H OC O C C C C基、羟基。
编号从主要官能团开始,并使取代基位次最小。
所以命名为:3–硝基–2–羟基苯甲酸。
二、烷烃(一)烷烃的组成和结构烷烃的通式为C n H 2n +2,其分子中各元素原子间均以单键即σ–键相结合,其中的碳原子均为sp 3杂化形式。
由于单键可以旋转,所以烷烃的异构有碳架异构和构象异构(见第16讲立体化学)。
(二)烷烃的物理性质烷烃随着碳原子数增加,其熔点、沸点均呈上升趋势,常温下甲烷至丁烷为气体,戊烷至十六烷为液体,十七以上者为固体,但同碳数的异构烷烃,其溶沸点往往也有很大区别。
例如:含五个碳原子的开链烷烃的三个异构体戊烷,2–甲基丁烷和新戊烷,其沸点分别为36.1℃、25℃、9℃,七熔点分别为–130℃、–160℃、–17℃。
(三)烷烃的化学性质烷烃从结构上看,没有官能团存在,因而在一般条件下它是很稳定的。
只有在特殊条件下,例如光照和强热情况下,烷烃才能发生变化。
这些变化包括碳链上的氢原子被取代,碳–碳键断裂,氧化或燃烧。
烷烃的化学反应: 1、取代反应CH 4+Cl 2CH 3Cl+HCl CH 3Cl+Cl 2CH 2Cl 2+HCl CH 2Cl 2+Cl 2CHCl 3+HCl CHCl 3+Cl2CCl 4+HCl 卤素反应的活性次序为:F 2>Cl 2>Br 2>I 2对于同一烷烃,不同级别的氢原子被取代的难易程度也不是相同的。
大量的实验证明叔氢原子最容易被取代,伯氢原子最难被取代。
卤代反应机理:实验证明,甲烷的卤代反应机理为游离基链反应,这种反应的特点是反应过程中形成一个活泼的原子或游离基。
其反应过程如下:(1)链引发:在光照或加热至250~400℃时,氯分子吸收光能而发生共价键的均裂,产生两个氯原子游离基,使反应引发。
Cl 22Cl • (2)链增长:氯原子游离基能量高,反应性能活泼。
当它与体系中浓度很高的甲烷分子碰撞时,从甲烷分子中夺取一个氢原子,结果生成了氯化氢分子和一个新的游离基——甲基游离基。
Cl •+CH 4HCl+CH 3•甲基游离基与体系中的氯分子碰撞,生成一氯甲烷和氯原子游离基。
CH 3•+Cl 2CH 3Cl+Cl •反应一步又一步地传递下去,所以称为链反应。
CH 3Cl+Cl •CH 2Cl •+HCl CH 2Cl •+Cl 2CH 2Cl 2+Cl •(3)链终止:随着反应的进行,甲烷迅速消耗,游离基的浓度不断增加,游离基与游离基之间发生碰撞结合生成分子的机会就会增加。
Cl •+Cl •Cl 2 CH 3•+CH 3•CH 3CH 3 CH 3•+Cl •CH 3Cl2、热裂反应CH 4+CH 2=CHCH CH 3CH 2CH 2CH 32=CH 2CH 2=CHCH 2CH 3+H 2h υ h υh υ h υ h υ3、异构化反应CH 3CH 2CH 2CH 34、氧化反应:烷烃很容易燃烧,燃烧时发出光并放出大量的热,生成CO 2和H 2O 。
CH 4+2O 2CO 2+2H 2O+热量 三、烯烃(一)烯烃的组成和结构烯烃的通式为C n H 2n ,分子中含碳碳双键,形成双键的两个碳均发生sp 2杂化。
以乙烯的形成为例:碳原子的1个2s 轨道与2个2p 轨道进行杂化,组成3个能量完全相等、性质相同的sp 2杂化轨道。
在形成乙烯分子时,每个碳原子各以2个sp 2杂化轨道形成2个碳氢σ键,再以1个sp 2杂化轨道形成碳碳σ键。
5个σ键都在同一个平面上,2个碳原子未参加杂化的2p 轨道,垂直于5个σ键所在的平面而互相平行。
这两个平行的p 轨道,侧面重叠,形成一个π键。
因乙烯分子中的所有原子都在同一个平面上,故乙烯分子为平面分子。
由于烯烃的双键可处于碳链的不同位置上,导致了位置异构的出现;由于π键不能自由旋转,又导致烯烃存在顺反异构(见第16讲立体化学)(二)烯烃的性质烯烃的物理性质基本上类似于烷烃,即不溶于水而易溶于非极性溶剂,比重小于水。
一般说,四个碳以下的烯为气体,十九个碳以上者为固体。
烯烃于烷烃相比,分子中出现了双键官能团。
由于双键中的π键重叠程度小,容易断裂,故烯烃性质活泼。
烯烃的化学反应 1、加成反应 (1)催化加氢在催化剂作用下,烯烃与氢发生加成反应生成相应的烷烃。
CH 2=CH 2+H 2CH 3CH 3(2)加卤素CH 2=CH 2+Br 2CH 2BrCH2Br 将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,溴的颜色很快褪去,常用这个反应来检验烯烃。
(3)加卤化氢CH 2=CH 2+HICH 3CH 2I同一烯烃与不同的卤化氢加成时,加碘化氢最容易,加溴化氢次之,加氯化氢最难。
(4)加硫酸(加水)烯烃能与浓硫酸反应,生成硫酸氢烷酯。
硫酸氢烷酯易溶于硫酸,用水稀释后水解生成醇。
工业上用这种方法合成醇,称为烯烃间接水合法。
CH 3CH=CH 2+H 2SO 4CH 3CH(OSO 3H)CH 3CH 3CH(OH)CH 3+H 2SO 4 (5)加次卤酸烯烃与次卤酸加成,生成β–卤代醇。
由于次卤酸不稳定,常用烯烃与卤素的水溶液反应。
如:CH 2=CH 2+HOClCH 2(OH)CH 2Cl2、氧化反应 (1)被高锰酸钾氧化用碱性冷高锰酸钾稀溶液作氧化剂,反应结果使双键碳原子上各引入一个羟基,生成邻二醇。
CH 2=CH 2+KMnO 4+H 2OCH 2(OH)CH 2(OH)+MnO 2+KOH 若用酸性高锰酸钾溶液氧化烯烃,则反应迅速发生,此时不仅π键打开,σ键也可断裂。
双键断裂时,由于双键碳原子连接的烃基不同,氧化产物也不同。
CH 2=CH 2+KMnO 4+H 2SO 42CO 2+MnO 2点燃AlCl 3 加热、加CH 3CHCH 3CH 3NiCCl 4 Δ 碱性CH 3CH=CH 2+KMnO 4+H 2SO 4CH 3COOH+CO 2 CH 3CH=CHCH 3+KMnO 4+H 2SO 42CH 3COOHCH 3C(CH 3)=CHCH 3+KMnO 4+H 2SO 4CH 3COOH+CH 3COCH 32、臭氧化在低温时,将含有臭氧的氧气流通入液体烯烃或烯烃的四氯化碳溶液中,臭氧迅速与烯烃作用,生成粘稠状的臭氧化物,此反应称为臭氧化反应。
如:臭氧化物在还原剂存在的条件下水解(为了避免生成的醛被过氧化氢继续氧化为羧酸),可以得到醛或酮。