大学有机化学课件_第_2_章_烷烃.ppt
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第二章烷烃学习课件
精选
书写构造式时，常用简化的式子为：
CH3CH2CH2CH2CH3或CH3（CH2)4CH3。
伯、仲、叔和季碳原子。 如戊烷的三个同分异构体为：
直接与一个碳原子相连的称为"伯"（Primary）或一级碳原子，用1o表示； 直接与二个碳原子相连的称为"仲"（Secondary）或二级碳原子，用2o表示； 直接与三个碳原子相连的称为"叔"（Tertary）或三级碳原子，用3o表示； 直接与四个碳原子相连的称为"季"（Quaternary）或四级碳原子，用4o表示；
2.烷烃的同分异构现象
烷烃同系列中，甲烷、乙烷、丙烷只有一种结合方式，没 有异构现象，从丁烷起就有同分异构现象。
精选
分子式相同，而构造不同的异构体称 为构造异构体。
（Skeletal isomer）在烷烃分子中随着碳原子数 的增加，异构体的数目增加得很快。对于低级烷烃 的同分异构体的数目和构造式，可利用碳干不同推 导出来。 以己烷为例其基本步骤如下； 写出这个烷烃的最长直链式：
精选
主链碳原子的位次编号。确定主链位 次的原则是要使取代基的位次最小。 从距离支链最近的一端开始编号。位 次和取代基名称之间要用"一"连起来， 写出母体的名称。
精选
⑴如果有几个不同的取代基时，把小的取代基名称写在 前面，大的写在后面； ⑵如果含有几个相同的取代基时，把它们合并起来，取 代基的数目用二、三、四……等表示，写在取代基的前 面，其位次必须逐个注明，位次的数字之间要用"，"隔 开。
精选
第二节 烷烃的命名法
1普通命名法 通常把烷烃称为"某烷"，"某"是指烷烃中碳原 子的数目。由一到十用甲、乙、丙、丁、戊、 己、庚、辛、壬、癸表示。如：C11H24，叫十 一烷。
有机化学02第二章饱和烃烷烃
H
H
H H
H
HH
H
H
H
2H之间的距离： 0.250nm 2H原子的范德华半径之和：
H
H
0.229nm
0.24nm
交叉式： 0.250nm > 0.24nm 无范氏张力
重迭式：
0.229nm<0.24nm 有范氏张力
24
乙烷分子的构象稳定性和内能变化
➢扭转能：使构象之间转化所需要的能量。
构象的稳定性与内能有关. 内能低,稳定;内能高,不稳 定。内能最低的稳定构象称优势构象。
➢书写规则：
1）相同取代基合并,数目用汉文数字二、三 ...表示； 2）取代基位号用阿拉伯数字表示； 3）阿拉伯数字与汉字之间必须用短横线分开； 4）阿拉伯数字之间必须用逗号分开。 5) 中文名称按基团次序规则，较小的基团列在前
CH3 C5H3__C4 H___C3 H __2C__C1 H3
CH3 CH2
☺杂化过程：
2p1x 2p1y 2pz 2s2
激发
1s2
2s1 2p1x 2p1y 2p1z
杂化
1s2
2s轨道的能量与 2p较接近,2s上 的1个电子可以 激发到2pz空轨 道上。
激发态的碳原子 有4个单电子，但 轨道能量不等。
2s1 2p1x 2p1y 2p1z
1s2
杂化形成4个能量相 等的新轨道sp3轨道
杂化
19
3 烷烃分子的形成
+
sp3 s
sp3-s
+
sp3
sp3
sp3-sp3
+
+6
20
σ- 键: 形成:由原子轨道头碰头重迭而形成. 特征:电子云沿键轴呈圆柱状对称分布，成键两原子可 围绕键轴自由旋转不会影响电子云密度的分布。
大学有机化学第二章 烷烃
甲基
乙基 正丙基 异丙基
Me
Et n-Pr
CH3 -C-CH3 CH3
叔丁基
t-Bu
i-Pr
正丁基 n-Bu 异丁基
-CH2-CH-CH3 CH3
-CH-CH2CH3 CH3
i-Bu
-CH2CH2CHCH3 异戊基 i-Pent CH3 CH3 -CH2-C-CH3 新戊基 neo-Pent CH3 CH3 -C-CH2CH3 CH3 叔戊基 t-Pent
同分异构现象是有机化合物中存在的普遍现象。随着化合 物分子中所含碳原子数目的增加，同分异构体的数目也越多。
异构体数目 如 戊烷 C5H12 己烷 C6H14 壬烷 C9H20 3 5 35
一个已知分子式的烷烃究竟有多少个异构体？ 利用逐步缩短碳链的方法，推导出异构体的数目及其构造式。
基本步骤：（以己烷C6H14为例）
（3）两端一样长时，从小取代基一端开始编号。
1 2 3 4 5 6 7
CH3CH2CHCH2CHCH2CH3 CH3 CH2CH3
3-甲基-5-乙基庚烷
（4）有多种等长的最长碳链可供选择时，应选择取代基最
多的碳链为主链。 CH3-CH2-CH—CH-CH2-CH3 3 4 CH3—CH CH—CH3 2 5
CH3 CH3-C-CH3 CH3 新戊烷 mP：-17℃
CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 正戊烷 -130 ℃ 对称性逐渐增高
2. 沸点（b.P.）
① 直链烷烃，碳数 则沸点 。 ② 同数碳烷烃，直链比支链沸点高。
3、熔点（m.P.）
① 碳数 ，则熔点 。 ② 偶数碳链比奇数碳链稍高。 ③ 同数碳异构体：新 ＞ 正 ＞ 异。 一般含碳原子数 相同的烷烃的熔点是 随着分子的对称才增 加而升高的，分子越 对称，它们在晶格中 排列越紧密，分子之 间的范德华作用力也 越强，故熔点越高。
02第2章_烷烃
第二章烷烃Chapter TwoAlkanes1.掌握碳正四面体的概念、sp 3杂化和σ键；2.掌握烷烃的命名法、常见烷基的名称；3.掌握烷烃的化学性质(稳定性、取代反应、各种氢的相对活性)；4.掌握烷烃光卤代反应历程；5.掌握过渡态理论；6.掌握烷烃的构象及锯架式、楔形式和纽曼式的写法；7.掌握烷烃的物理性质；8.掌握同系列、同分异构、构造异构、反应机理等概念；9.掌握游离基的稳定性次序，计算ΔH ；10.掌握反应进程-位能曲线意义；11.了解烷烃的制备及其来源与应用。
学习要求“烃(hydrocarbon)”及其分类烃开链烃碳环烃饱和烃不饱和烃烷烃烯烃炔烃二烯烃脂环烃芳香烃饱和脂环烃不饱和脂环烃单环芳烃多环芳烃非苯芳烃CH 3CH 3CH 2CH 2CH CH CH 2CHCHCH 2烃类的用途§2-1 烷烃的同系列及同分异构现象系列差：相邻的同系物在组成上的差(例如烷烃的系列差为CH 2)同系列(homologous series):具有一个通式，结构、化学性质相似、物理性质随碳原子的增加而有规律的变化。
同系列是有机化合物中的普遍现象。
通式：烷烃C n H 2n+2。
如甲烷CH 4, 乙烷C 2H 6, 丙烷C 3H 8…同系物(homologs): CH 4, C 2H 6, C 3H 8, C 4H 10, 等互称为同系物烷烃的同系列烷烃的同分异构现象同分异构现象：分子式相同，而结构不同同分异构体(isomer)：分子式相同，结构不同的化合物互称同分异构体烷烃的同分异构体主要是构造异构体(constructional isomerism),即碳干异构。
CH 3CH 2CH 2CH 3CH 3CH CH 3CH 3正丁烷b.p=-0.5℃异丁烷b.p=-10.2℃同分异构体结构不同，性质也不同(物、化)同分异构体的书写—缩短碳链法最长碳链减一碳取代……剔除相同者1 CH3—2 CH—1 C H—减二碳取代减三碳取代……C C C C C(1)C C C CCHC C C CCH(2)(3)C C C CCH(4)C C CCH3H3C C C CCH3CH3(4)(5)(6)C C CCH3CH3C C C CH2CH3(7)1=4=5=7, 2=3=4, 6. 共三种伯(1o)、仲(2o)、叔(3o)、季(4o)碳原子伯(1o)、仲(2o)、叔(3o)氢原子C H3C H2C HC H3CC H3C H3C H3§2-2 烷烃的命名认识烷基CH3甲基(methyl, Me)CH3CH2乙基(ethyl,Et)CH3CH2CH2正丙基(n-propyl, n-Pr)CH3CHCH3异丙基(iso-propyl, i-Pr)CH2CH CH2 CH3正丁基(n-butyl,n-Bu)CH3CH CH2CH3异丁基(iso-butyl,i-Bu)CH2CHCH3CH3仲(另)丁基(sec-butyl, s-Bu)CH3CCH3CH3叔丁基(tert-butyl, t-Bu)烷烃的命名普通命名法—简单烷烃的命名方法CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷CH3CH CH2CH3CH3异戊烷CCH3CH3CH3H3C新戊烷CH3CH CH2CH3C CH3CH3CH3异辛烷衍生物命名法—以甲烷的衍生物命名CH2二苯甲烷CH三苯甲烷CH CH2CH3CH3H3C二甲基乙基甲烷CH2CCCH3CH3CH3H3CCH3CH3二叔丁基甲烷系统命名法—IUPAC命名法1947年国际纯粹与应用化学联合会IUPAC (I nternational U nionof P ure and A pplied C hemistry)在日内瓦命名法的基础上加以修订形成了IUPAC命名法。
有机化学课件第-二-章烷烃和环烷烃_图文
熔点高低取决于分子间的作用力 和晶格堆积的密集度。
烷烃熔点的特点 （1） 随相对分子质量增大
而增大。 （2） 偶数碳烷烃比奇数碳
烷烃的熔点升高值 大 （如右图）。 （3）相对分子质量相同的烷 烃，叉链增多，熔点 下降。
偶数碳 奇数碳
（二） 沸点
沸点大小取决于分子间的作用力
烷烃沸点的特点
（1）沸点一般很低。 （非极性，只有色散力）
H2O2 + Fe2+
RCOO-
-e-
电解
HO• + HO- + Fe3+ RCOO •
自由基的稳定性
均裂 H=359.8kJ/mol (88kcal/mol) 共价键均裂时所需的能量称为键解离能。 键解离能越小，形成的自由基越稳定。
苯甲基自由基
稀丙基自由基 三级丁基自由基 异丙基自由基
乙基自由基 甲基自由基 苯基自由基
Hammond假设：过渡态总是与能量相近 的分子的结构相近似。
甲烷氯代反应势能图
甲烷氯代反应势能图的分析
1、第一步反应的活化能比较大，是速控步骤。 2、第二步反应利于平衡的移动。 3、反应 1 吸热，反应 2 放热，总反应放热，所以反应 只需开始时供热。 4、过渡态的结构与中间体（中间体是自由基）相似， 所以过渡态的稳定性顺序与自由基稳定性顺序一致。 推论：3oH最易被取代，2oH次之，1oH最难被取代。
甲烷氯代反应的适用范围
1、 该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。 2 、该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，不适 宜制备二氯甲烷和三氯甲烷。 3、无取代基的环烷烃的一氯代反应也可以用相应方法 制备，C(CH3)4的一氯代反应也能用此方法制备。
（2） 甲烷卤代反应活性的比较
烷烃熔点的特点 （1） 随相对分子质量增大
而增大。 （2） 偶数碳烷烃比奇数碳
烷烃的熔点升高值 大 （如右图）。 （3）相对分子质量相同的烷 烃，叉链增多，熔点 下降。
偶数碳 奇数碳
（二） 沸点
沸点大小取决于分子间的作用力
烷烃沸点的特点
（1）沸点一般很低。 （非极性，只有色散力）
H2O2 + Fe2+
RCOO-
-e-
电解
HO• + HO- + Fe3+ RCOO •
自由基的稳定性
均裂 H=359.8kJ/mol (88kcal/mol) 共价键均裂时所需的能量称为键解离能。 键解离能越小，形成的自由基越稳定。
苯甲基自由基
稀丙基自由基 三级丁基自由基 异丙基自由基
乙基自由基 甲基自由基 苯基自由基
Hammond假设：过渡态总是与能量相近 的分子的结构相近似。
甲烷氯代反应势能图
甲烷氯代反应势能图的分析
1、第一步反应的活化能比较大，是速控步骤。 2、第二步反应利于平衡的移动。 3、反应 1 吸热，反应 2 放热，总反应放热，所以反应 只需开始时供热。 4、过渡态的结构与中间体（中间体是自由基）相似， 所以过渡态的稳定性顺序与自由基稳定性顺序一致。 推论：3oH最易被取代，2oH次之，1oH最难被取代。
甲烷氯代反应的适用范围
1、 该反应只适宜工业生产而不适宜实验室制备。 2 、该反应可以用来制备一氯甲烷或四氯化碳，不适 宜制备二氯甲烷和三氯甲烷。 3、无取代基的环烷烃的一氯代反应也可以用相应方法 制备，C(CH3)4的一氯代反应也能用此方法制备。
（2） 甲烷卤代反应活性的比较
第二章 烷烃
-CH2CH2CHCH3 异戊基 i-Pent CH3 CH3 -CH2-C-CH3 新戊基 neo-Pent CH3
仲丁基 s-Bu
CH3 -C-CH2CH3 CH3
叔戊基 t-Pent
英文命名中，n（正）, i（异）, sec（二级）, tert（三级）
烷烃分子从形式上去掉两个氢原子所剩下的基团叫做 亚烷基。
构造式 名称 构造式 名称
-CH3
甲基
Me Et
-CH2CH3
-CH2CH2CH3 CH3-CH-CH3 -CH2(CH2)2 CH3 -CH2-CH-CH3 CH3 -CH-CH2CH3 CH3
乙基
正丙基 n-Pr 异丙基 i-Pr
CH3 -C-CH3 CH3
叔丁基
t-Bu
正丁基 n-Bu 异丁基 i-Bu
2、构造异构的书写规则
先直后支、先边后心、先少后多、先简后繁
请大家书写庚烷的同分异构体
先直后支
先 简 后 繁
先边后心
先 少 后 多
三、烷烃分子中碳、氢类型
1、碳的类型
季碳 4oC 仲碳 2oC
叔碳 3oC 伯碳 1oC 2、氢的类型 根据与其相结合的碳原子， 分别称为伯、仲、叔氢。
1oH 2oH 1oC 2 oC
H H
m.p -138 C b.p
¡ ¡ -0.5 C
m.p -159 C b.p 11.7 C
¡ ¡
分子式相同，结构式不同的化合物－－同分异构体；
分子式相同，结构式不同的现象－－同分异构现象。
对烷烃这种同分异构是由于分子中碳原子排列方式不同引起的， 称为构造异构。
C4H10有2个异构体；C10H22有75个异构体；C20H42有366319 个异构体。 随着碳原子数增加，同分异构体迅速增加。
有机化学--第二章烷烃
重叠式构象 扭转张力大
重叠式和交叉式 构象之间的能量差 约为12.6 kJ·mol-1， 此能量差称为能垒。 其它构象的能量介 于此二者之间。
有机化学--第二章烷烃
2.3.4丁烷的构象
正丁烷可以看作是乙烷分子中每个碳原子上各有一 个氢原子被甲基取代的化合物，其构象更为复杂，我们 主要讨论沿C2和C3之间的σ键键轴旋转所形成的四种典型 构象：
仲氢 伯氢
叔氢 有机化学--第二章烷烃
2. 烷基 (alkyl group)
烷烃分子从形式上去掉一个氢原子后余下的基团称为烷
基，其通式为CnH2n+l，通常用R— 表示。最常见的烷基有：
烷基名称
烷基
中文名 英文名 缩写
烷基
中文名 英文名 缩写
CH3 CH3CH2
甲基 methyl 乙基 ethyl
Me-
仲丁基 sec-butyl s-Bu-
CH3CH2CHCH3
(s-butyl)
Et-
异丁基 isobutyl i-Bu
(C H 3 )2 C H 2 C H 2
C H 3C H 2C H 2 CH3CHCH3
正丙基 Propyl
Pr-
异丙基 isopropyl i-Pr-
(CH3)3C (C H 3)3C C H 2
6-tert-butyl-5-ethyl-2-methyldecane
有机化学--第二章烷烃
(4)如果烷烃比较复杂，在支链上还连有取代基时，可用带撇 的数字标明取代基在支链中的位次或把带有取代基的支链的 全名放在括号中。例如:
12
3
有机化学--第二章烷烃
2.3 烷烃的结构
碳原子基态时的 电子层结构为：
有机化学课件-第二章烷烃
第 二 章 烷 烃
1.烷烃的概念和分类
烷烃的分类：按照碳链骨架可分为链烷烃和环烷烃； 链状烷烃的结构通式：
H H C H H H
H C H H C H H H
H C H H C H H C H
H H
H
H
C
H
甲烷 CH4
• •
乙烷 C2H5
丙烷 C3H8
n
CnH2n+2
含有n个碳原子的直链烷烃
卤代反应的机理： 链引发： 自由基锁链反应
Cl
H
Cl
Cl
hv
2Cl
CH3
CH3
H
Cl
链增长：
CH3
Cl Cl H3C Cl
Cl
Cl
CH3
H3C
Cl
链终止：
CH3 Cl
CH3 Cl
CH3CH3 Cl2
练习题 2.14（1）
第 二 章 烷 烃
6.烷烃的化学性质
反应过程中能量的变化： 反应物 过渡态
第 二 章 烷 烃
6.烷烃的化学性质
热裂解反应 烷烃在隔绝空气和高温条件下反应，分子中碳碳键断裂，生 成小分子的烷烃，也可转变为烯烃和氢气等复杂混合物。
600℃
CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
H2C C CH3 H H2C CH2
CH3CH2CH2CH3
丁烷加热至600℃反应，得甲烷、乙烷、乙烯、丙烯等
第 二 章 烷 烃
6.烷烃的化学性质
烷基自由基的相对稳定性：
H3C H3C CH H3C CH2 H3C CH H3C C CH3 CH3
CH3
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123 4
C
CH2 CH2 CH2 CH3
5
67
CH2 CH2 CH3
89
5-丙基-5-（1-甲基-1-乙基丙基）壬烷 5-丙基-5-1’-甲基-1’-乙基丙基壬烷
5-(1-Ethyl-1-methylpropyl)-5-propylnonane
2020/10/12
五、 烷烃的结构
（一）碳原子的sp3杂化
H
H
H
H
H
H HH
H
H
H
H
HH
H重叠式 H
H H
锯架式
伞形式
纽曼投影式
沿C－C键键轴投影。离观察者近的碳原子用一个点 表示；远的用圆圈表示。
2020/10/12
室温下，分子
（3）构象稳定性及优势构象 的热运动能
83.8KJ/mol
稳定性：交叉式＞重叠式 优势构象：“交叉式”。
？
单键的旋转是不是完全自由？
烷烃与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂、金属 钠等均不起反应。只有在一些特殊条件下，烷烃才能 和一些特殊试剂发生反应。如：氧化和燃烧、热裂、 取代等。
2020/10/12
（一）氧化和燃烧
CnH2n+2 +
3n+1 2
O2
nCO2 + (n+1)H2O + 热能
CH4 + O2 500℃ HCHO + H2O
2020/10/12
（三）烷烃的构象
1、乙烷的构象
？乙烷的构象有多少种？
（1）典型构象
构象（Conformation）：一定构型的分子通过 单键旋转，形成各原子或原子团的空间排布。
重叠 式构 象
交叉式 构象
2020/10/12
（2）构象表示法
交叉式
重叠式
H
H
H
H
H
HH
H
HH
H
HH
HH
H
交H叉式 H
正戊基
CH3
异戊基
CH3
仲戊基
CH3 CH3CH2 C
游离价连 接在叔碳 原子上
CH3
叔戊基
2020/10/12
CH3 CH3 C CH2
CH3
游离价连 接在仲碳 原子上
新戊基
链端第二位碳 原子上有两个
甲基支链
（二）系统命名法
1、直链烷烃：和普通命名法相同。 2、支链烷烃：命名时可将其看作直链烷烃的取代衍生物
系统命名原则： （1）选主链（选母体）； （2）主链的编号； （3）书写化合物名称； （4）复杂支链的命名 。
2020/10/12
复将含杂取碳直代数链基最要的多另名的行称，命及并名位按，置直主表链链示烷选在烃择母的应体命从名名 与称法主的得链前其直面名接。称相取，连代以的基此那位为个置母碳用体原阿。子拉开伯始数，字 使 原编 两表 “几所 则号种-示条”有 ）也：，等。取 。要位长代从置的基该主和的原链名编子：称号开连之和始支间为。链加最表最小一示多（方半的6法字。0年有线 8始 逐 位放 置起 置0编 项 号年在 编的几 ， 几ab号 对 小原括 号阿、 、个个取。 比 的则加号拉相不代加 不两 ， 那：“内伯同同基加括端 最 种从。 ˊ数的的数括号编 先 编最”字取取目号，号 出 号先。之代代用将，，现。遇间基基中整支位差到加：：文个链次别支“名先数支取依那链，称简字链代次项的”合单，的基排中一。并后表列，名的端在复示，取开称位一杂位 。或者说按“次序规则”排列，“优 先基团后列出”。
2020/10/12
CH3(CH2)nCH3
NAME METHANE ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE HEXANE
HE分PT子AN通E 式：
OCTANE
NONACNnEH2n+2
DECANE
烷烃构造式表示法
HHHH HHH
HC C C C C C C H
H
HH
HH
HC H HC H
2020/10/12
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
水的（分子间） 氢键
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极性分子的取向
（二）物理性质
①1以、是上物鉴为理定固状有体态机。：物C的1~依C4据为；气②体体；现C同5~系C1物6为的液变体化；规C律17。
2、沸点(b.p.) ——物质蒸汽压达到外压时的温度。
①随含C数增加，沸点升高；(甲b.)p-1. 61.7℃；(乙)-88.6℃ ②随含C数增加，沸点升高 (戊)36.1℃ ；(己)68.7℃ 趋势渐缓； ③支链烷烃的沸点，小于直链(。异戊烷)29.9℃含C数 解释：①烷烃是非极性分子，分子间作用力——色散力。
CH3CH2CH2CH2CH3
C系H3列CH中2C各H2C化H合2CH物2C之H间3 互称为同系 CC物HH33。CCHH“22CCCHH22HCC2HH”22单CCHH位22CC又HH22称CCHH为32C同H3系差。
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
（二）烷烃的碳链异构 分子式相同而结构不C同H3的CH化2C合H物2C之H间3 互C称H3为CH同C分H3 异构体；这种现象称为同分异构现象。 CH3
丁烷 熔点 -138℃ 沸点 -0.5℃ 异丁烷 熔点 -160℃ 沸点 -12℃
2020/10/12
三、饱和碳原子和氢原子的类型
CH3
1o
和其相对应，氢原子 可以分为三类： 1oH；
CH3
3,3-二甲基己烷
3,3-Dimethylhexane
2020/10/12
CH3 12 3 4 5 6 7 8 CH3 CH2 CH CH CH2 CH CH2 CH3
CH3
CH2 CH3
3,4-二甲基-6-乙基辛烷
3,4-dimethy-6-Ethylloctane
2020/10/12
CH3
CH3 CH2 CH CH3 CH2 CH3
3-甲基戊烷
2020/10/12
CH2 CH3
7 6 5 4 32 1
CH3 CH2 CH2 CH CH CH2 CH3 CH3
3-甲基-4-乙基庚烷
4-Ethyl-3-methylheptane
2020/10/12
CH3
1 2 34 56
CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3
2020/10/12
(二) 裂化反应
热裂：有机化合物在高温和无氧条件下发生键断裂 的反应。温度在450℃ 以上。为自由基反应。催化 裂化的温度可以低些。裂化在炼油工业上是一个很 重要的反应。
CH3 CH CH2 400 C CH3CH CH2 +
HH
CH2 CH2 + H2 + CH4
2020/10/12
H
HC H
H
构造式表示法
2020/10/12
CH3
CH2CH3
CHCH2CH2CH
CH3
CH2CH3
(CH3)2CH(CH 2)2CH(CH 2CH3)2 Me 2CH(CH 2)2CHEt 2
示性式 简化示
性式
骨架式
2020/10/12
二、构造异构
（一）几个概念
构造异构（碳链异构、官能团异构和官能团位置异构）。 构型异构（顺反异构、对映异构）。 构象异构。
2
1
1-甲基乙基
CH3CHCH2CH2C1H,23C-二HCH甲2C基H2丁CH基2CHCH2CH3
CH3 CH2 CHCH33
CH3 C CH CH2 CH3 1,1-二甲基-2-乙基丁基
12 3
4
2020/10/12
CH3
12 3
CH3 CH2 C CH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH2
②色散力与分子质量成正比。
③CH2在不同分子中，引起的质量增加率不同。 2020/10/12 ④支链增多，分子不易彼此靠近。
3、熔点(m.p.) ——规则的晶体排列被破坏时的温度
①偶奇数各循一条变化轨
迹，偶数较高。
m.p.
. ②甲烷特高。
. . . ③结构对称的烷烃其熔点高。
.. .
含C数
(戊烷)-129.8℃；(异戊烷)-159.9℃；(新戊烷)-16.8 ℃
十个碳原子以上的直链烷烃用中文数字+烷。
异构体的命名：用正、异、新等区别 CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3 C CH3
正丁烷
CH3 异丁烷
CH3 新戊烷
2020/10/12
直链烷基
烷基的命名
链端第二位碳原 子上有一个甲基
支链
CH3CH2CH2CH2CH2
CH3CHCH2CH2
CH3CH2CH2CH
2020/10/12
烷烃结构总结
（1）所有键均为单键—σ键，只有C-Cσ键和C-Hσ 键两种。 （2）烷烃中所有原子均采取sp3杂化，和每个碳原 子相连的其它四个原子或原子团均呈四面体分布。
四个相同原子：正四面体分布。键角相等，为 109o28ˊ。
四个不相同的原子：非正四面体分布。键角接近 于109o28ˊ。 （3）直链烷烃碳链呈锯齿状分布。
CH3
1 2 34 56
CH3 CH CH2 CH CH2 C CH3
7
CH3 CH
CH2
89
CH3
CH2 CH3
2,6,6-三甲基-4-异丙基壬烷
4-Isopropyl-2,6,6-trimethylnonane
C
CH2 CH2 CH2 CH3
5
67
CH2 CH2 CH3
89
5-丙基-5-（1-甲基-1-乙基丙基）壬烷 5-丙基-5-1’-甲基-1’-乙基丙基壬烷
5-(1-Ethyl-1-methylpropyl)-5-propylnonane
2020/10/12
五、 烷烃的结构
（一）碳原子的sp3杂化
H
H
H
H
H
H HH
H
H
H
H
HH
H重叠式 H
H H
锯架式
伞形式
纽曼投影式
沿C－C键键轴投影。离观察者近的碳原子用一个点 表示；远的用圆圈表示。
2020/10/12
室温下，分子
（3）构象稳定性及优势构象 的热运动能
83.8KJ/mol
稳定性：交叉式＞重叠式 优势构象：“交叉式”。
？
单键的旋转是不是完全自由？
烷烃与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂、金属 钠等均不起反应。只有在一些特殊条件下，烷烃才能 和一些特殊试剂发生反应。如：氧化和燃烧、热裂、 取代等。
2020/10/12
（一）氧化和燃烧
CnH2n+2 +
3n+1 2
O2
nCO2 + (n+1)H2O + 热能
CH4 + O2 500℃ HCHO + H2O
2020/10/12
（三）烷烃的构象
1、乙烷的构象
？乙烷的构象有多少种？
（1）典型构象
构象（Conformation）：一定构型的分子通过 单键旋转，形成各原子或原子团的空间排布。
重叠 式构 象
交叉式 构象
2020/10/12
（2）构象表示法
交叉式
重叠式
H
H
H
H
H
HH
H
HH
H
HH
HH
H
交H叉式 H
正戊基
CH3
异戊基
CH3
仲戊基
CH3 CH3CH2 C
游离价连 接在叔碳 原子上
CH3
叔戊基
2020/10/12
CH3 CH3 C CH2
CH3
游离价连 接在仲碳 原子上
新戊基
链端第二位碳 原子上有两个
甲基支链
（二）系统命名法
1、直链烷烃：和普通命名法相同。 2、支链烷烃：命名时可将其看作直链烷烃的取代衍生物
系统命名原则： （1）选主链（选母体）； （2）主链的编号； （3）书写化合物名称； （4）复杂支链的命名 。
2020/10/12
复将含杂取碳直代数链基最要的多另名的行称，命及并名位按，置直主表链链示烷选在烃择母的应体命从名名 与称法主的得链前其直面名接。称相取，连代以的基此那位为个置母碳用体原阿。子拉开伯始数，字 使 原编 两表 “几所 则号种-示条”有 ）也：，等。取 。要位长代从置的基该主和的原链名编子：称号开连之和始支间为。链加最表最小一示多（方半的6法字。0年有线 8始 逐 位放 置起 置0编 项 号年在 编的几 ， 几ab号 对 小原括 号阿、 、个个取。 比 的则加号拉相不代加 不两 ， 那：“内伯同同基加括端 最 种从。 ˊ数的的数括号编 先 编最”字取取目号，号 出 号先。之代代用将，，现。遇间基基中整支位差到加：：文个链次别支“名先数支取依那链，称简字链代次项的”合单，的基排中一。并后表列，名的端在复示，取开称位一杂位 。或者说按“次序规则”排列，“优 先基团后列出”。
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CH3(CH2)nCH3
NAME METHANE ETHANE PROPANE BUTANE PENTANE HEXANE
HE分PT子AN通E 式：
OCTANE
NONACNnEH2n+2
DECANE
烷烃构造式表示法
HHHH HHH
HC C C C C C C H
H
HH
HH
HC H HC H
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O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
O
H
H
水的（分子间） 氢键
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极性分子的取向
（二）物理性质
①1以、是上物鉴为理定固状有体态机。：物C的1~依C4据为；气②体体；现C同5~系C1物6为的液变体化；规C律17。
2、沸点(b.p.) ——物质蒸汽压达到外压时的温度。
①随含C数增加，沸点升高；(甲b.)p-1. 61.7℃；(乙)-88.6℃ ②随含C数增加，沸点升高 (戊)36.1℃ ；(己)68.7℃ 趋势渐缓； ③支链烷烃的沸点，小于直链(。异戊烷)29.9℃含C数 解释：①烷烃是非极性分子，分子间作用力——色散力。
CH3CH2CH2CH2CH3
C系H3列CH中2C各H2C化H合2CH物2C之H间3 互称为同系 CC物HH33。CCHH“22CCCHH22HCC2HH”22单CCHH位22CC又HH22称CCHH为32C同H3系差。
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3
（二）烷烃的碳链异构 分子式相同而结构不C同H3的CH化2C合H物2C之H间3 互C称H3为CH同C分H3 异构体；这种现象称为同分异构现象。 CH3
丁烷 熔点 -138℃ 沸点 -0.5℃ 异丁烷 熔点 -160℃ 沸点 -12℃
2020/10/12
三、饱和碳原子和氢原子的类型
CH3
1o
和其相对应，氢原子 可以分为三类： 1oH；
CH3
3,3-二甲基己烷
3,3-Dimethylhexane
2020/10/12
CH3 12 3 4 5 6 7 8 CH3 CH2 CH CH CH2 CH CH2 CH3
CH3
CH2 CH3
3,4-二甲基-6-乙基辛烷
3,4-dimethy-6-Ethylloctane
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CH3
CH3 CH2 CH CH3 CH2 CH3
3-甲基戊烷
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CH2 CH3
7 6 5 4 32 1
CH3 CH2 CH2 CH CH CH2 CH3 CH3
3-甲基-4-乙基庚烷
4-Ethyl-3-methylheptane
2020/10/12
CH3
1 2 34 56
CH3 CH2 C CH2 CH2 CH3
2020/10/12
(二) 裂化反应
热裂：有机化合物在高温和无氧条件下发生键断裂 的反应。温度在450℃ 以上。为自由基反应。催化 裂化的温度可以低些。裂化在炼油工业上是一个很 重要的反应。
CH3 CH CH2 400 C CH3CH CH2 +
HH
CH2 CH2 + H2 + CH4
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H
HC H
H
构造式表示法
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CH3
CH2CH3
CHCH2CH2CH
CH3
CH2CH3
(CH3)2CH(CH 2)2CH(CH 2CH3)2 Me 2CH(CH 2)2CHEt 2
示性式 简化示
性式
骨架式
2020/10/12
二、构造异构
（一）几个概念
构造异构（碳链异构、官能团异构和官能团位置异构）。 构型异构（顺反异构、对映异构）。 构象异构。
2
1
1-甲基乙基
CH3CHCH2CH2C1H,23C-二HCH甲2C基H2丁CH基2CHCH2CH3
CH3 CH2 CHCH33
CH3 C CH CH2 CH3 1,1-二甲基-2-乙基丁基
12 3
4
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CH3
12 3
CH3 CH2 C CH2 CH3
CH3 CH2 CH2 CH2
②色散力与分子质量成正比。
③CH2在不同分子中，引起的质量增加率不同。 2020/10/12 ④支链增多，分子不易彼此靠近。
3、熔点(m.p.) ——规则的晶体排列被破坏时的温度
①偶奇数各循一条变化轨
迹，偶数较高。
m.p.
. ②甲烷特高。
. . . ③结构对称的烷烃其熔点高。
.. .
含C数
(戊烷)-129.8℃；(异戊烷)-159.9℃；(新戊烷)-16.8 ℃
十个碳原子以上的直链烷烃用中文数字+烷。
异构体的命名：用正、异、新等区别 CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3 C CH3
正丁烷
CH3 异丁烷
CH3 新戊烷
2020/10/12
直链烷基
烷基的命名
链端第二位碳原 子上有一个甲基
支链
CH3CH2CH2CH2CH2
CH3CHCH2CH2
CH3CH2CH2CH
2020/10/12
烷烃结构总结
（1）所有键均为单键—σ键，只有C-Cσ键和C-Hσ 键两种。 （2）烷烃中所有原子均采取sp3杂化，和每个碳原 子相连的其它四个原子或原子团均呈四面体分布。
四个相同原子：正四面体分布。键角相等，为 109o28ˊ。
四个不相同的原子：非正四面体分布。键角接近 于109o28ˊ。 （3）直链烷烃碳链呈锯齿状分布。
CH3
1 2 34 56
CH3 CH CH2 CH CH2 C CH3
7
CH3 CH
CH2
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CH3
CH2 CH3
2,6,6-三甲基-4-异丙基壬烷
4-Isopropyl-2,6,6-trimethylnonane