第二章饱和烃：烷烃和环烷烃
CH2CH3 CH3CH CH CH3 CH3 C CH2CH2CH3 CH2 4-丙基庚烷
式中含七个碳原子的最长碳链有三个， 上式实线箭头标记碳链连接的取代基最多， 故应 选为主链。它的正确名称为：2，3，6-三甲基-4-乙基-4-丙基庚烷。而不应是 2，3-二甲基-4乙基-4-异丁基庚烷；2，3，6-二甲基-4-乙基-4-丙基庚烷；2 甲基-4-乙基 4（1’，2’—二甲基 丙基）庚烷等错误名称。 例 2 在室温下，烷烃的伯、仲、叔原子氯代反应的相应活性是 1°H: 2°H: 3°H=1.0: 3.8:5.0,试预测 CH3CH（CH3）CH2CH3 进行一元氯代时各异构体产物的比例及其百分含量。 [解析] 烷烃卤代反应各异构体的相对产率与各种类型氢的活泼性、几率因素（即有几 个相同类型的氢原子）及卤素的活泼性有关。 各类氢的相对反应速率=该类型氢的数目×该类型氢的相对活性。
一、选择题
1、 CH3CH(CH3 )C(CH3 )2CH2CH3 的衍生物命名法正确名称是( )。
A、二甲基叔戊基甲烷 B、二甲基新戊基甲烷 C、异丙基二甲基乙基甲烷 D、二甲基乙基异丙基甲烷 2、下列烷烃中沸点最高的是（ ） ，沸点最低的是（ ） 。 A、新戊烷 B、异戊烷 C、正己烷 D、正辛烷 3、甲烷分子不是以碳原子为中心的平面结构，而是以碳原子为中心的正四面体结构，其原 因之一是甲烷的平面结构式解释不了下列事实( )。 A、CH3Cl 不存在同分异构体 B、CH2Cl2 不存在同分异构体 C、CHCl3 不存在同分异构体 D、CH4 是非极性分子 4、甲烷和丙烷混和气体的密度与同温、同压下乙烷的密度相同，该混和气体中甲烷和丙烷 的体积比是( )。 A、1:1 B、2:1 C、3:1 D、1:3 5、下列化化合物的沸点由高到低顺序是( )。 ①2，2，3，3—四甲基丁烷 ②辛烷 ③2-甲基庚烷 ④ 2，3—二甲基己烷 A、②＞③＞④＞① B、②＞③＞①＞④ C、②＞①＞③＞④ D、①＞②＞③＞④ 6、下列化合物的熔点由高到低的顺序是( )。 ①CH3(CH2)4CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③ CH3C(CH3)2CH3 ④ CH3CH(CH3)CH2CH3
Ni , 乙 醇 25oC ， 5Mpa
CH3CH2CH2CH3
2、Corey — House 合成：
(CH3) 2CuLi + CH3(CH2)3CH2I
干醚 ， 25 oC 3.5h， 98％
CH3 (CH2 )3CH 2CH3
3、由卤代烷制备： 用 Zn 或 Na 与二卤代烷反应，生成环烷：
Br Br + Zn
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号时，要从靠近支链的一端开始、遵循最小编号的原则，对每个取代基要一一对应，用阿拉 伯数字标出位次；相同取代基要合并，并用中文数字标明其个数；不同的取代基要把简单基 团均在前面，复杂基团写在后面，即得全称。
NaI 乙 醇 ， 80％
+ ZnBr2
例题解析
例1 用系统命名法命名下列化含物。
CH2CH3 CH3CH CH CH3 CH3 C CH2CH2CH3 CH2 CH(CH3)2
[解析] 首先检查分子结构属于何种有机物。它均以碳碳单键相连，说明它属烷烃。在 烷烃命名中， 要遵循 “一长、 二多、 三小” 的原则。 即首先要正确选取最长碳链作为主链 （母 体） 。切莫把题目写出的直链误为主链，因为σ键是可以旋转的，如果有两个以上等长的最 长碳链时，要选取取代基最多的一个最长碳链为主链，按主链含碳数称某烷。其次是依次编
“二环”和“某烷”中间； 3）编号从一个桥头开始，沿最长桥到另一桥头，再沿次长桥回到起始碳，最后是最短 桥； 4）将环上取代基位次和名称放在“二环”之前。 螺环烷烃 1）二环螺环烃命名时以“螺”为词头,称“螺某烷” ； 2）将各环除螺原子以外的碳原子数由小环到大环用数字表示，用圆点分开放在方括号 中，括号放在“螺”和“某烷”中间； 3）编号从较小环与螺原子相邻的碳开始，沿小环经螺原子到较大的环； 4）支链命名与桥环烷烃相同。
C2H5
7 8 1 2 3
CH3
6 7
CH3
5 4 8
3 2 1
CHCH3 CH2
4
6 5
2，8-二甲基-1-乙基二环［3.2.1］辛烷
5-甲基螺［3.4］辛烷
二、结构与性质
1、结构 每个 sp3 杂化轨道含 1/4 s 成分和 3/4 p 成分。甲烷分子中有四个 C-H σ 键。相类似， 乙烷分子中有六个 C-H σ 键和一个 C-C σ 键。 2、性质 物理性质： 1）直链烷烃的沸点一般随相对分子质量的增加而升高。碳原子数相同时，含支链多的 烷烃沸点低。 2） 直链烷烃的熔点随相对分子质量的增加而增加。 相同碳数烷烃对称性越好熔点越高。 一般含偶数碳原子烷烃的熔点通常比含奇数碳原子烷烃的熔点升高较多。 3）环烷烃的沸点、熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高。 化学性质： 1）卤代反应 烷烃与环烷烃的卤化是一个连锁反应，也叫链反应。一般说，链反应分为链引发、链增 长和链终止三个阶段： 链的引发： Cl : Cl
+ H2
Ni , 80 oC
CH3CH2CH3
加卤素：开环加成生成二卤代物。不能用溴褪色的方法来区别环烷烃与烯烃！
+ Br2 BrCH2CH2CH2Br
加卤化氢：取代环丙烷加成符合 Markovnikov 规则。
+ HBr CH3CH2CHBrCH3
三、制法
1、烯烃和芳烃加氢：
CH3CH=CHCH3 + H2
(CH3)2CClCH2CH3 =5.0/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=23.1%
ClCH2CH(CH3)CH2CH3 =6.0/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=27.8%
单元练习题
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=3×1.0:2×3.8:1×5.0:6×1.0 =3.0:7.6:5.0:6.0 （2）求各产物的百份产率：
(CH3)2CHCH2CH2Cl =3.0/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=13.9% (CH3)2CHCHClCH3 =7.6/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=35.2%
C2H5 C2H5 C2H5 CH3
1，2-二乙基环丙烷 1-甲基-3-乙基环己烷
二环环烷烃的命名 桥环烷烃 1）二环桥环烷烃命名时，按成环碳原子数称为 二环“某烷” ； 2）将各桥碳原子数由大到小用数字表示，用下角圆点分开放在方括号中，将括号放在
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(CH3)2CHCH2CH3 + Cl2
光
(CH3)2CHCH2CH2Cl + (CH3)2CHCHClCH3
+ (CH3)2CClCH2CH3 + ClCH2CH(CH3)CH2CH3
（1）求各产物的相对比例：
(CH3)2CHCH2CH2Cl : (CH3)2CHCHClCH3 : (CH3)2CClCH2CH3 : ClCH2CH(CH3)CH2CH3
光 照 或加 热
2Cl . HCl + . CH3
CH3Cl + Cl .
链的增长： Cl . + H : CH3
. CH + Cl : Cl 3
链的终止： Cl . + Cl .
. CH3 + . CH 3
Cl . + . CH3
Cl2
CH3CH3
CH3Cl
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C、 CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)2
D、 CH3CH2CH(CH3)C(CH3)3
14、将甲烷先用光照射再在黑暗中与氯气混合，不能发生氯代反应，其原因是( )。 A、未加入催化剂 B、未增加压力 C、加入氯气量不足 D、反应体系中没有氯游离基 15、实验室制取甲烷的正确方法是( )。 A、乙醇与浓硫酸在 170℃条件下反应 B、电石直接与水反应 C、无水醋酸钠与碱石灰混和物加热至高温 D、醋酸钠与氢氧化纳混和物加热至高温 16、将下列化合物按沸点由高到低排列（不要查表）( )。 a、3，3-二甲基戊烷 b、正庚烷 c、2-甲基庚烷 d、2-甲基己烷 A、d > a > e > b > c B、b > c > d > a C、c > b > d > a D、a > d > c > b 17、下列烷烃中沸点最高的是（ ） ，沸点最低的是（ ） 。 A、3-甲基庚烷 B、2，2，3，3-四甲基丁烷 C、正辛烷 D、2，3-二甲基己烷 18 、 环 烷烃的 稳 定 性可 以 从 它 们 的 角 张力 来 推断 ， 下 列 环 烷烃 哪 个 稳 定 性 最 差 的是 ) ( A、环丙烷 B、环丁烷 C、环己烷 D、环庚烷 19、下列化合物熔点最高的是（ ） 。 A、金刚烷 B、环己烷 C、环庚烷 D、庚烷 20、下列自由基中最稳定的是（ ）。
CH3 5 CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH C CH2 CH3 8 CH CH
2 3
CH3
3 CH CH2 CH3 CH3
3，8-二甲基-5-（1，1-二甲基丙基）癸烷 或 3，8-二甲基-5-1′，1′-二甲基丙基癸烷
2、环烷烃的命名 单环环烷烃 1）在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环某烷” ； 2）使所有取代基编号尽可能小。
式中含七个碳原子的最长碳链有三个， 上式实线箭头标记碳链连接的取代基最多， 故应 选为主链。它的正确名称为：2，3，6-三甲基-4-乙基-4-丙基庚烷。而不应是 2，3-二甲基-4乙基-4-异丁基庚烷；2，3，6-二甲基-4-乙基-4-丙基庚烷；2 甲基-4-乙基 4（1’，2’—二甲基 丙基）庚烷等错误名称。 例 2 在室温下，烷烃的伯、仲、叔原子氯代反应的相应活性是 1°H: 2°H: 3°H=1.0: 3.8:5.0,试预测 CH3CH（CH3）CH2CH3 进行一元氯代时各异构体产物的比例及其百分含量。 [解析] 烷烃卤代反应各异构体的相对产率与各种类型氢的活泼性、几率因素（即有几 个相同类型的氢原子）及卤素的活泼性有关。 各类氢的相对反应速率=该类型氢的数目×该类型氢的相对活性。
一、选择题
1、 CH3CH(CH3 )C(CH3 )2CH2CH3 的衍生物命名法正确名称是( )。
A、二甲基叔戊基甲烷 B、二甲基新戊基甲烷 C、异丙基二甲基乙基甲烷 D、二甲基乙基异丙基甲烷 2、下列烷烃中沸点最高的是（ ） ，沸点最低的是（ ） 。 A、新戊烷 B、异戊烷 C、正己烷 D、正辛烷 3、甲烷分子不是以碳原子为中心的平面结构，而是以碳原子为中心的正四面体结构，其原 因之一是甲烷的平面结构式解释不了下列事实( )。 A、CH3Cl 不存在同分异构体 B、CH2Cl2 不存在同分异构体 C、CHCl3 不存在同分异构体 D、CH4 是非极性分子 4、甲烷和丙烷混和气体的密度与同温、同压下乙烷的密度相同，该混和气体中甲烷和丙烷 的体积比是( )。 A、1:1 B、2:1 C、3:1 D、1:3 5、下列化化合物的沸点由高到低顺序是( )。 ①2，2，3，3—四甲基丁烷 ②辛烷 ③2-甲基庚烷 ④ 2，3—二甲基己烷 A、②＞③＞④＞① B、②＞③＞①＞④ C、②＞①＞③＞④ D、①＞②＞③＞④ 6、下列化合物的熔点由高到低的顺序是( )。 ①CH3(CH2)4CH3 ②CH3(CH2)3CH3 ③ CH3C(CH3)2CH3 ④ CH3CH(CH3)CH2CH3
Ni , 乙 醇 25oC ， 5Mpa
CH3CH2CH2CH3
2、Corey — House 合成：
(CH3) 2CuLi + CH3(CH2)3CH2I
干醚 ， 25 oC 3.5h， 98％
CH3 (CH2 )3CH 2CH3
3、由卤代烷制备： 用 Zn 或 Na 与二卤代烷反应，生成环烷：
Br Br + Zn
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号时，要从靠近支链的一端开始、遵循最小编号的原则，对每个取代基要一一对应，用阿拉 伯数字标出位次；相同取代基要合并，并用中文数字标明其个数；不同的取代基要把简单基 团均在前面，复杂基团写在后面，即得全称。
NaI 乙 醇 ， 80％
+ ZnBr2
例题解析
例1 用系统命名法命名下列化含物。
CH2CH3 CH3CH CH CH3 CH3 C CH2CH2CH3 CH2 CH(CH3)2
[解析] 首先检查分子结构属于何种有机物。它均以碳碳单键相连，说明它属烷烃。在 烷烃命名中， 要遵循 “一长、 二多、 三小” 的原则。 即首先要正确选取最长碳链作为主链 （母 体） 。切莫把题目写出的直链误为主链，因为σ键是可以旋转的，如果有两个以上等长的最 长碳链时，要选取取代基最多的一个最长碳链为主链，按主链含碳数称某烷。其次是依次编
“二环”和“某烷”中间； 3）编号从一个桥头开始，沿最长桥到另一桥头，再沿次长桥回到起始碳，最后是最短 桥； 4）将环上取代基位次和名称放在“二环”之前。 螺环烷烃 1）二环螺环烃命名时以“螺”为词头,称“螺某烷” ； 2）将各环除螺原子以外的碳原子数由小环到大环用数字表示，用圆点分开放在方括号 中，括号放在“螺”和“某烷”中间； 3）编号从较小环与螺原子相邻的碳开始，沿小环经螺原子到较大的环； 4）支链命名与桥环烷烃相同。
C2H5
7 8 1 2 3
CH3
6 7
CH3
5 4 8
3 2 1
CHCH3 CH2
4
6 5
2，8-二甲基-1-乙基二环［3.2.1］辛烷
5-甲基螺［3.4］辛烷
二、结构与性质
1、结构 每个 sp3 杂化轨道含 1/4 s 成分和 3/4 p 成分。甲烷分子中有四个 C-H σ 键。相类似， 乙烷分子中有六个 C-H σ 键和一个 C-C σ 键。 2、性质 物理性质： 1）直链烷烃的沸点一般随相对分子质量的增加而升高。碳原子数相同时，含支链多的 烷烃沸点低。 2） 直链烷烃的熔点随相对分子质量的增加而增加。 相同碳数烷烃对称性越好熔点越高。 一般含偶数碳原子烷烃的熔点通常比含奇数碳原子烷烃的熔点升高较多。 3）环烷烃的沸点、熔点和相对密度都较含同数碳原子的开链脂肪烃为高。 化学性质： 1）卤代反应 烷烃与环烷烃的卤化是一个连锁反应，也叫链反应。一般说，链反应分为链引发、链增 长和链终止三个阶段： 链的引发： Cl : Cl
+ H2
Ni , 80 oC
CH3CH2CH3
加卤素：开环加成生成二卤代物。不能用溴褪色的方法来区别环烷烃与烯烃！
+ Br2 BrCH2CH2CH2Br
加卤化氢：取代环丙烷加成符合 Markovnikov 规则。
+ HBr CH3CH2CHBrCH3
三、制法
1、烯烃和芳烃加氢：
CH3CH=CHCH3 + H2
(CH3)2CClCH2CH3 =5.0/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=23.1%
ClCH2CH(CH3)CH2CH3 =6.0/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=27.8%
单元练习题
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=3×1.0:2×3.8:1×5.0:6×1.0 =3.0:7.6:5.0:6.0 （2）求各产物的百份产率：
(CH3)2CHCH2CH2Cl =3.0/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=13.9% (CH3)2CHCHClCH3 =7.6/3.0+7.6+5.0+6.0×100%=35.2%
C2H5 C2H5 C2H5 CH3
1，2-二乙基环丙烷 1-甲基-3-乙基环己烷
二环环烷烃的命名 桥环烷烃 1）二环桥环烷烃命名时，按成环碳原子数称为 二环“某烷” ； 2）将各桥碳原子数由大到小用数字表示，用下角圆点分开放在方括号中，将括号放在
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(CH3)2CHCH2CH3 + Cl2
光
(CH3)2CHCH2CH2Cl + (CH3)2CHCHClCH3
+ (CH3)2CClCH2CH3 + ClCH2CH(CH3)CH2CH3
（1）求各产物的相对比例：
(CH3)2CHCH2CH2Cl : (CH3)2CHCHClCH3 : (CH3)2CClCH2CH3 : ClCH2CH(CH3)CH2CH3
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2Cl . HCl + . CH3
CH3Cl + Cl .
链的增长： Cl . + H : CH3
. CH + Cl : Cl 3
链的终止： Cl . + Cl .
. CH3 + . CH 3
Cl . + . CH3
Cl2
CH3CH3
CH3Cl
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C、 CH3CH(CH3)CH2CH(CH3)2
D、 CH3CH2CH(CH3)C(CH3)3
14、将甲烷先用光照射再在黑暗中与氯气混合，不能发生氯代反应，其原因是( )。 A、未加入催化剂 B、未增加压力 C、加入氯气量不足 D、反应体系中没有氯游离基 15、实验室制取甲烷的正确方法是( )。 A、乙醇与浓硫酸在 170℃条件下反应 B、电石直接与水反应 C、无水醋酸钠与碱石灰混和物加热至高温 D、醋酸钠与氢氧化纳混和物加热至高温 16、将下列化合物按沸点由高到低排列（不要查表）( )。 a、3，3-二甲基戊烷 b、正庚烷 c、2-甲基庚烷 d、2-甲基己烷 A、d > a > e > b > c B、b > c > d > a C、c > b > d > a D、a > d > c > b 17、下列烷烃中沸点最高的是（ ） ，沸点最低的是（ ） 。 A、3-甲基庚烷 B、2，2，3，3-四甲基丁烷 C、正辛烷 D、2，3-二甲基己烷 18 、 环 烷烃的 稳 定 性可 以 从 它 们 的 角 张力 来 推断 ， 下 列 环 烷烃 哪 个 稳 定 性 最 差 的是 ) ( A、环丙烷 B、环丁烷 C、环己烷 D、环庚烷 19、下列化合物熔点最高的是（ ） 。 A、金刚烷 B、环己烷 C、环庚烷 D、庚烷 20、下列自由基中最稳定的是（ ）。
CH3 5 CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH C CH2 CH3 8 CH CH
2 3
CH3
3 CH CH2 CH3 CH3
3，8-二甲基-5-（1，1-二甲基丙基）癸烷 或 3，8-二甲基-5-1′，1′-二甲基丙基癸烷
2、环烷烃的命名 单环环烷烃 1）在相应烷烃名称前加“环”字，称为“环某烷” ； 2）使所有取代基编号尽可能小。
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大学有机化学第二章饱和烃
绿色化学与可持 续发展
随着环保意识的提高，绿色 化学和可持续发展已成为有 机化学的重要发展方向。研 究和发展环境友好、资源节 约的合成方法与技术，对于 实现可持续发展具有重要意 义。
计算机辅助ห้องสมุดไป่ตู้机 合成设计
随着计算机科学的发展，利 用计算机辅助设计工具进行 有机合成已成为可能。这种 方法有助于提高合成效率和 降低成本，为有机化学的发 展开辟了新的途径。
环烷烃的化学性质
01
02
03
加成反应
环烷烃中的碳碳单键可以 被氢气、卤素等试剂加成， 生成相应的烷基卤化物或 醇类。
开环反应
在酸或碱催化下，环烷烃 可以发生开环反应，生成 链状烷烃。
氧化反应
环烷烃在常温下容易被氧 化剂氧化，生成酮、醛等 化合物。
05 不饱和烃
烯烃和炔烃的结构
烯烃结构
烯烃是含有碳碳双键的烃类，双 键连接的两个碳原子为sp2杂化， 双键中的一根键为π键，另一根
命名法
系统命名法
根据国际纯粹与应用化学联合会 （IUPAC）的规定，采用系统命名法 对饱和烃进行命名。主要依据碳链的 长度和取代基的种类、位置来确定烃 的名称。
习惯命名法
对于一些简单的饱和烃，可以采用习 惯命名法，如甲烷、乙烷、丙烷等。
03 烷烃
烷烃的结构
烷烃由碳原子和氢原子组成， 碳原子之间通过单键连接，形 成链状或环状结构。
重要性及应用
01
基础理论
烷烃是学习有机化学的基础，对 于理解其他烃类和有机化合物的 性质至关重要。
工业应用
02
03
科学研究
烷烃是石油工业的主要组成部分， 用于生产燃料、润滑油、溶剂等。
烷烃是合成其他有机化合物的重 要原料，在药物合成、材料科学 等领域有广泛应用。
第二章 烷烃和环烷烃
支链烷烃： (CH3)2CH
(CH3)3C
称异（iso ）某烷 称新（neo ）某烷
6
CH3CH2CH2CH2CH3 CH3(CH2)10CH3 CH3CHCH2CH2CH3 CH3 CH3 CH3CCH2CH3 CH3
正戊烷（n-pentane） 正十二烷（n-dodecane） 异己烷（i-hexane）
CH3CH2CH2CH2 CH3CH2CHCH3 (CH3)2CHCH2 (CH3)3C
异戊基（iso-pentyl）: (CH3)2CHCH2CH2
9
2.系统命名法命名原则
(1)选主链 ：选择最长碳链作为主链称某烷 (2)编号：从靠近支链一端进行编号 (3) 在母体名称前写明取代基的名称、位次及数目 ①相同取代基合并 ②不同取代基按次序规则:优先基团后列出 甲基 <乙基 <丙基 <丁基 < 戊基 <己基 < 异戊基 < 异丁基 <异丙基 <叔丁基
燃烧热：在标准状态下，一摩尔烷烃完全燃烧 所放出的热量。单位：kJ/mol 燃烧热的差别反映了化合物内能的高低和稳定 性的大小。
32
内能越高，燃烧热越大； 内能越低，燃烧热越小。
直链烷烃比支链烷烃的燃烧热大，例如：
H
（kJ/mol）
正丁烷 2878.2
异丁烷 2869.8
33
环烷烃中，因它们的分子组成不同，但可比较 它们环中一个CH2的燃烧热环烷烃分子内能大 小和相对稳定性。
CH3CH2CH2CH3 CH3CHCH3 CH3
正丁烷 n-butane bp -0.5℃ C5H12: C6H14: 三种 五种
异丁烷 i-butane bp -11.7℃
2-第二章饱和烃：烷烃和环烷烃
稳定
下 降
17 稳定
2、结构与环的稳定性 、
⑴ 环丙烷的结构与稳定性 成键分析： 成键分析： 环丙烷分子中的碳为SP3杂化 环丙烷分子中的碳为 但其键角却为105.50，偏离了正常键角109.50；其成键电子云也不在 但其键角却为 偏离了正常键角 碳碳连线上，所形成的键为香蕉键或叫弯曲键；该键的特点是：轨 碳碳连线上，所形成的键为香蕉键或叫弯曲键；该键的特点是： 道交叠少，能量高，键弱。 道交叠少，能量高，键弱。 不稳定的原因： 不稳定的原因： ①角张力：键角偏离正常键角而引起的张力。 角张力：键角偏离正常键角而引起的张力。 ②扭转张力：由于构象是重叠式而引起的张力。 扭转张力：由于构象是重叠式而引起的张力。 总张力能：环烷烃比相同碳数的开链烷烃高出的能量。 总张力能：环烷烃比相同碳数的开链烷烃高出的能量。总张力能 来源 于角张力和扭转张力等。总张力能越大，环烷烃 于角张力和扭转张力等。总张力能越大， 越不稳定，越易开环。 越不稳定，越易开环。
烷烃的通式: 环烷烃的通式: 烷烃的通式 CnH2n+2，环烷烃的通式 CnH2n。 具有同一通式，组成上相差CH2及其整倍数的一系列化合物， 具有同一通式，组成上相差 及其整倍数的一系列化合物， 称为同系列。同系列中的各个化合物互为同系物。 称为系差 系差。 称为同系列。同系列中的各个化合物互为同系物。 CH2称为系差。 同系列 同系物 同系物具有类似的化学性质。 同系物具有类似的化学性质。
CH 3 CH 3 CHCH 3
(b)从靠近支链的一端（或按“最低系列”规则）编号 从靠近支链的一端（或按“最低系列”规则） 从靠近支链的一端
1 2 3 4 5 6 7
1
2
3
4
5
6
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃
3
5
CH
3
HC CH
4
CH
烷烃：饱和开链烃。 特征：C与C以单键相连，其余价键都为氢原子饱和。 通式为：CnH2n+2
环烷烃：饱和环烃。 特征：C与C以单键相连成环，其余价键都为氢 原子饱和。 通式为：CnH2n （单环烷烃）
烷烃和环烷烃统称为饱和烃
烷烃和环烷烃主要存在于石油和天然气中， 天然气主要由甲烷以及少量的乙烷、丙烷和丁烷 组成。石油是一种复杂混和物，主要是含1到40个 碳原子的烃，通过精馏可以将石油分离成沸点不 同的有用馏分。 天然气： 汽油： 煤油： 柴油： 沥青： CH4~C4H10 C5H12~C12H26 C12H26~16H34 C15H32~C18H38 C20以上
烷基自由基
伯
仲
叔
烷基自由基的类型
烷基自由基的结构
烷基自由基的稳定性：叔〉仲〉伯
烷基自由基的稳定性与C-H的均裂能有关：
CH3CH2CH2-H
离解能 (kJ/mol) 410
(CH3)2CH-H (CH3)3C-H
397 381
在烷烃氯化反应中，产生烷基自由基的步骤 是整个反应中最困难的一步。是控制反应速度的 步骤。生成的烷基自由基越稳定，所需的活化能 越小，反应越容易。
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
正己烷
(CH3)2CHCH2CH2CH3
异己烷
(CH3)3CCH2CH3
新己烷
• 系统命名法：
采用IUPAC（International Union of Pure and Applied Chenistry）国际纯粹与应用化学联合会的命 名原则，结合我国文字特点制定的。
键旋转引起的位能变化曲线
第二章 烷烃和环烷烃
CH3 甲基 Me (正)丙基 Pr C H3C H2 乙基 Et i -Pr C H3C HC H 异丙基 3
C H3C H2C H2 C H3C H2C H2C H2 C H3C HC H 2 C H3
(正)丁基 Bu 异丁基 i -Bu
C H3C HC H C H3 仲丁基 2 s-Bu C H3 C H3 C C H3 叔丁基 t-Bu
在生理状况下，机体自由基一方面不断产 生，另一方面又不断清除，活性氧处于产生与清 除平衡状态。一旦活性氧的产生和清除失去平衡 ，过多的自由基就会造成对机体的损害，从而引 起多种疾病，并可诱发癌症和导致衰老。 天然抗氧化酶系统：超氧化物歧化酶(SOD) 、 过 氧 化 氢 酶 ( CAT)、 谷 胱 甘 肽 过 氧 化 物 酶 (GSH-Px)
构象异构
(一) 烷烃的构造异构(constitutional isomerism)
戊烷有3种碳链异构体
CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3
正戊烷 异戊烷
CH3 CH3-C-CH3 CH3
新戊烷
碳原子数 异构体数 4 5 6 7 2 3 5 9
碳原子数 8 9 10 20
异构体数 18 35 75 366 319
天然抗氧剂(自由基清除剂)：VE、 Vc、 2巯基乙胺、谷胱甘肽、辅酶Qn(泛醌)、-硫辛酸 等
第二节 环 烷 烃
一、脂环烃的分类和命名
(一) 分类 C3-C4
根 据 环 数 多 少 分
小环 普通环
单脂环烃
C5-C6
C7-C12
中环
C13以上 大环 多脂环烃 桥环 螺环
(二) 命名
1. 单脂环烃: 在相应的烃名前加“环”字;英文名加词头cyclo
C H3C H2C H2 C H3C H2C H2C H2 C H3C HC H 2 C H3
(正)丁基 Bu 异丁基 i -Bu
C H3C HC H C H3 仲丁基 2 s-Bu C H3 C H3 C C H3 叔丁基 t-Bu
在生理状况下，机体自由基一方面不断产 生，另一方面又不断清除，活性氧处于产生与清 除平衡状态。一旦活性氧的产生和清除失去平衡 ，过多的自由基就会造成对机体的损害，从而引 起多种疾病，并可诱发癌症和导致衰老。 天然抗氧化酶系统：超氧化物歧化酶(SOD) 、 过 氧 化 氢 酶 ( CAT)、 谷 胱 甘 肽 过 氧 化 物 酶 (GSH-Px)
构象异构
(一) 烷烃的构造异构(constitutional isomerism)
戊烷有3种碳链异构体
CH3 CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3
正戊烷 异戊烷
CH3 CH3-C-CH3 CH3
新戊烷
碳原子数 异构体数 4 5 6 7 2 3 5 9
碳原子数 8 9 10 20
异构体数 18 35 75 366 319
天然抗氧剂(自由基清除剂)：VE、 Vc、 2巯基乙胺、谷胱甘肽、辅酶Qn(泛醌)、-硫辛酸 等
第二节 环 烷 烃
一、脂环烃的分类和命名
(一) 分类 C3-C4
根 据 环 数 多 少 分
小环 普通环
单脂环烃
C5-C6
C7-C12
中环
C13以上 大环 多脂环烃 桥环 螺环
(二) 命名
1. 单脂环烃: 在相应的烃名前加“环”字;英文名加词头cyclo
《烷烃和环烷烃》课件
第二章 烷烃和环烷烃
8
例1 CH3-CH2 5
32 1
CH2-CH-CH2 -CH-CH2-CH3
CH2
CH3
CH3
3-甲基-5-乙基辛烷
取读 代作 基： 位位 次
连基 母
字名 体
符
名
例2 CH3-CH2-CH—CH-CH2-CH3 CH3-CH CH-CH3 CH3 CH3
2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷 2,5-甲基-3,4二乙基己烷 2,5-2甲基 3,4-2乙基己烷
8 7 65 43 2 1
CH3
2024/8/14
22
第二章 烷烃和环烷烃
2、确定取代基小结
（给主链编号）
（1）近取代基端编号；
CH3
CH2CH3
（2）若两个不同取代 基位于相同位次时， 按次序规则使小取代
CH3CH2CHCH 2CHCHCH 2CH2CH3 CH2CH2CH3
CH3 CH3
基编号较小（不考虑 下一个取代基）；
12
456
例3 6CH3-5CCHH-3CH2—3CCHH—2CCHH—3 1CH3
CH3 CH3
2,5-二甲基-3-异丙基己烷 2,5-二甲基-4-异丙基己烷
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第二章 烷烃和环烷烃
①
CH3 CH3
C7 H3C6 H25CH4CH3CHC2 HC1H 3 CH2 CH3
③
CH2 CH3
正戊烷
(CH3)2CHCH2CH3 (CH3)2C(CH3)2
异戊烷 新戊烷
第二章 烷烃和环烷烃
碳链异构的特点：
随着分子中碳原子数目增加，异构 体数目急剧增加。
例： C6H14 异构体数目 5个
2.烷烃和环烷烃
③ 写出少二个碳原子的直链式为主链
CH3 H3C C CH3
CH3
新戊烷
第一节 分类、构造异构和碳原子的级
烃：仅由C、H两种元素组成的化合物。
烷烃 脂肪烃 烯烃 烃 脂环烃 炔烃
芳香烃
（2）单环烷烃的构造异构 环的大小和环上取代基的不同而引起的异构； 与单烯烃互为异构。
C4H8
H2C C CH3 CH3
e
四、环己烷的构象
1、椅式、船式和扭船式构象 角偏差(α) = (109.5o-120o) / 2=-5.25o 较大。
通过环内C-Cσ键旋转，调整其内角接近109.5o， 使完全无角张力——椅式和船式构象。
（1）椅式构象
H
H
H
5
H
6
H
1
H
4
3H
H
H
2
H
H
① 无角张力。
② C1、C3、C5上或C2、C4、C6上处于竖直向上或 向下的三个氢原子间距离为2.3Å，约等于氢原子范 德华半径之和(2.5Å)——无范德华排斥力(跨环张力)。
把支链作为取代基。
1、常见的烷基： 相应的烷烃去掉一个氢原子后留下的原子团。
通式：CnH2n+1
常以 R- 表示
甲基(Me)—— CH3乙基(Et) —— C2H5-
异丙基(i-Pr)—— H3C CH
CH3
正丁基(n-Bu)—— CH3CH2CH2CH2-
异丁基(i-Bu)—— H3C CH CH2
一、烷烃的结构
结构
C：sp3 Csp3-Hs Csp3-Csp3 σ键
1、σ键：轴向重叠形成的共价键(头碰头)， 呈圆柱形轴对称。
2、σ键特性 ① 原子轨道轴向重叠(重叠程度大，键较牢固)。 ② 成键轨道呈轴对称，可“自由旋转”。
第二章饱和烃：烷烃和环烷烃
7CH 1 2
2
CH
8CH
CH2
3CH2
7
1
2
6CH2
CH
5
CH2
4
式中两环共用的叔碳原子（1，5）称为“桥头”
从一个桥头到另外一个桥头的链或键称为“桥”或―桥路‖
此例中有三个桥，即碳链2－3－4，碳链6－7和碳链8
29
命名原则
确定母体名称：按成环碳原子的总数称为“某烷”。 注明环数：以“二环”作词头，放在母体名称前面。 注明桥的结构：将各桥所含碳原子数按由多到少的次 序用数字表示，放在词头和母体之间的方括号中，在数 字之间的右下角用小圆点“.”隔开。 编号：从一个桥头开始循环最长的桥编到另一桥头， 然后再循余下的最长的桥编回到起始桥头。最短的桥最 后编号，且仍从起始桥头一端的碳原子开始编号。
18
例如
CH3 CH CH3 CH2 CH3
二甲基乙基甲烷
CH2CH3 CH3 C CH CH3
二甲基乙基异丙基甲烷
CH3 CH3
该命名法虽能清楚地表示分子的结构，但是不能 适用于结构较复杂的烷烃的命名。目前文献中已 很少使用。
19
(3)系统命名法（重点）
系统命名法是我国根据1892年日内瓦国际化学会议首次拟定
饱和脂肪烃（烷烃）：是指分子中的碳原子以单 键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物。
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 C H H C H H C H H C H H
甲烷（CH4） 乙烷（C2H6） 丙烷（C3H8） 丁烷（C4H10）
H H
H C
CH3 CH3 C H C CH3
C
2
CH
8CH
CH2
3CH2
7
1
2
6CH2
CH
5
CH2
4
式中两环共用的叔碳原子（1，5）称为“桥头”
从一个桥头到另外一个桥头的链或键称为“桥”或―桥路‖
此例中有三个桥，即碳链2－3－4，碳链6－7和碳链8
29
命名原则
确定母体名称：按成环碳原子的总数称为“某烷”。 注明环数：以“二环”作词头，放在母体名称前面。 注明桥的结构：将各桥所含碳原子数按由多到少的次 序用数字表示，放在词头和母体之间的方括号中，在数 字之间的右下角用小圆点“.”隔开。 编号：从一个桥头开始循环最长的桥编到另一桥头， 然后再循余下的最长的桥编回到起始桥头。最短的桥最 后编号，且仍从起始桥头一端的碳原子开始编号。
18
例如
CH3 CH CH3 CH2 CH3
二甲基乙基甲烷
CH2CH3 CH3 C CH CH3
二甲基乙基异丙基甲烷
CH3 CH3
该命名法虽能清楚地表示分子的结构，但是不能 适用于结构较复杂的烷烃的命名。目前文献中已 很少使用。
19
(3)系统命名法（重点）
系统命名法是我国根据1892年日内瓦国际化学会议首次拟定
饱和脂肪烃（烷烃）：是指分子中的碳原子以单 键相连，其余的价键都与氢结合而成的化合物。
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 C H H C H H C H H C H H
甲烷（CH4） 乙烷（C2H6） 丙烷（C3H8） 丁烷（C4H10）
H H
H C
CH3 CH3 C H C CH3
C
第2章饱和烃：烷烃和环烷烃
第二章 饱和烃：烷烃和环烷烃一、 本章知识结构及知识要点本章知识结构：知识要点1、通式和构造异构（1）烃、烷烃和环烷烃：只含有碳和氢两种元素的有机化合物统称为烃；烃分子中碳原子以单键相连，碳骨架为开链结构称为烷烃；烃分子中碳原子以单键相连，碳骨架为环状结构称为环烷烃。
（2）通式：烷烃的通式为C n H 2n+2，环烷烃的通式为C n H 2n 。
（3）同系列和同系物：具有同一通式，组成上相差CH 2及其整倍数的一系列化合烷烃和环烷烃烷烃和环烷烃的通式和构造异构烷烃和环烷烃的构造异构烷烃和环烷烃的命名 烷基和环烷基烷烃和环烷烃的结构σ键的形成及其特征环烷烃的结构与环的稳定性 乙烷的构象烷烃和环烷烃的主要来源和制法自由基取代反应氧化反应丁烷的构象烷烃和环烷烃的物理性质烷烃和环烷烃的化学性质 烷烃的命名环烷烃的命名烷烃和环烷烃的构象 环己烷的构象取代环己烷的构象 异构化反应裂化反应小环环烷烃的加成反应烷烃和环烷烃的通式伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子物称为同系列。
同系列中的各化合物互为同系物。
（3）构造异构：分子中原子的连接顺序不同形成的异构体叫构造异构。
2、命名（1）烷烃的命名普通命名法：用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸十个字分别表示十个以下碳原子的数目，十个以上的碳原子用汉字数字（十一、十二、十三……）表示，用正、异、等前缀区别同分异构体。
系统命名法：（a）选主链：在分子中选择一条最长的碳链作主链，根据主链的碳原子数叫某烷，将主链以外的其他烷基看作是主链上的取代基。
烷基是由烷烃分子除去一个或几个氢原子剩下的部分，通常用R-表示。
（b）编号：从靠近取代基的一端开始编号，使取代基编号位次最小。
（c）取代基的排列次序：用阿拉伯数字表示取代基位置，用汉字（一、二、三……）表示相同取代基个数，写在取代基名称前面，若含有不同的取代基，则优先级别低的写在前面，优先级别高的写在后面。
（2）环烷烃的命名（a）单环环烷烃：在相应的烷烃名称之前加“环”字，称为“环某烷”。
第二章 饱和烃(烷烃和环烷烃)
CC CH3CH2CHCH3 CH2CH3
主链
3 1
C-C-C-C-C-C-C C-C-C C
2
25
表2-2 直链烷烃的系统命名 碳数 1 2 3 名称
4 5 6 7 8 9 10
11
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
戊烷 己烷
结构 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
十一烷
CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3
思考：C6H14共有几种同分异构体？请写出其构造式
11
共5种
C H 3C H 2C H 2C H 2C H 2C H 3
C H 3C H C H 2C H 2C H 3 CH3
C H 3C H 2C H C H 2C H 3 CH3
CH3 C H 3C H C H C H 3 CH3
CH3 C H 3C C H 2C H 3 CH3
普通命名法的局限
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH3 CH3
己烷
CH3 H 3C C CH2CH3
异己烷
CH3CH CHCH3
新己烷
CH3
CH3 CH3
?
CH3CH2CHCH2CH3 CH3
?
24
系统命名法 IUPAC Rules
选主链：选最长碳链作主链, 并以此链为母体 烷烃.若遇多个等长碳链, 则取代基多的为主 链。
13
不同的碳架结构 C4H10 不同的官能团 C2H6O 不同的官能团位置 C3H9N
主链
3 1
C-C-C-C-C-C-C C-C-C C
2
25
表2-2 直链烷烃的系统命名 碳数 1 2 3 名称
4 5 6 7 8 9 10
11
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
戊烷 己烷
结构 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
庚烷 辛烷 壬烷 癸烷
十一烷
CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)4CH3 CH3(CH2)5CH3 CH3(CH2)6CH3 CH3(CH2)7CH3 CH3(CH2)8CH3
思考：C6H14共有几种同分异构体？请写出其构造式
11
共5种
C H 3C H 2C H 2C H 2C H 2C H 3
C H 3C H C H 2C H 2C H 3 CH3
C H 3C H 2C H C H 2C H 3 CH3
CH3 C H 3C H C H C H 3 CH3
CH3 C H 3C C H 2C H 3 CH3
普通命名法的局限
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH3 CH3
己烷
CH3 H 3C C CH2CH3
异己烷
CH3CH CHCH3
新己烷
CH3
CH3 CH3
?
CH3CH2CHCH2CH3 CH3
?
24
系统命名法 IUPAC Rules
选主链：选最长碳链作主链, 并以此链为母体 烷烃.若遇多个等长碳链, 则取代基多的为主 链。
13
不同的碳架结构 C4H10 不同的官能团 C2H6O 不同的官能团位置 C3H9N