烷烃
烷烃

相互关系 E F C A D B
白磷与红磷 正丁烷与异丁烷
H H H C C H H H
H H H H C C C H H H H
丙烷( 丙烷(C3H8) 结构简式: 结构简式:CH3CH2CH3
乙烷( 乙烷(C2H6) 结构简式: 结构简式:CH3CH3 CH3—CH3
H H H H C C C 丁烷(C4H10) 结构简式: 结构简式:CH3CH2CH2CH3 或CH3(CH2)2CH3 CnH2n+2(n≥1) ) CnH2n(n≥3) )
(三)同系物
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个 结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2 原子团的物质 相差一个或若干个 互称同系物。 互称同系物。 同:通式同,组成元素同,同类物质 通式同,组成元素同, 原子团,(分子式不同) ,(分子式不同 异:组成上相差n个CH2原子团,(分子式不同) 组成上相差 个 式量相差: 式量相差:14n 电子数相差: 电子数相差:8n
同系物一定不是同分异构体; 同系物一定不是同分异构体;同分异构体一定不是同系物
练习:选择正确答案的序号, 练习:选择正确答案的序号, 填入下表空格中 A.同位素 B.同分异构体 . . C.同系物 D.同素异形体 . . E.同一物质 F.同类物质 . . 物质名称 氯仿与三氯甲烷 一氯甲烷与四氯化碳 乙烷与新戊烷
气态, (1)状态:常温常压下的烷烃, C1~C4,气态, )状态:常温常压下的烷烃, C5~C16,液态, 液态, C17及以上,固态。 及以上,固态。 (2)密度: 液态时密度均小于1g/cm3(均比水轻)。 )密度: 液态时密度均小于 均比水轻)。 (3)溶解性:均难溶于水,易溶于有机溶剂。 )溶解性:均难溶于水,易溶于有机溶剂。
有机化学—烷烃

例:用衍生命名法给下列烷烃命名
CH3CHCH2CH3 CH3
戊烷
烷烃
同分异构
同分异构的分类
构造异构
碳链异构(正丁烷和异丁烷) 官能团位置异构(1-丁烯和2-丁烯) 官能团异构(乙醇和二甲醚)
互变异构(乙酰乙酸乙酯酮式和烯醇式)
立体异构
构型异构
顺反异构(烯烃) 光学异构(旋光异构)
构象异构(烷烃,环己烷,糖类)
一、烷烃的构造异构 分子构造:分子中原子间互相连接的顺序和方式。
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
H
HH
HHH
HHHH
H C HH C C HH C C C HH C C C C H
H 甲烷
HH 乙烷
HHH 丙烷
HHHH 丁烷
第一节 烷烃的命名
一、伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子
1 H(伯氢)
2 H(仲氢)
H3C CH2 CH2 CH3
1 C(伯碳,一级碳) 2 C (仲碳,二级碳)
➢同系列 同系差 同系物 具有同一通式,结构、性质相似,组成上相差一个或若干个CH2 的一系列化合物称为同系列。CH2称为系差,同系列中各化合物 互称为同系物。如甲烷,乙烷,丙烷等都属于烷烃系列,三者彼此 之间互称烷烃同系物。
CH4 甲烷
C2H6 乙烷
C3H7 丙烷
C4H8 丁烷
有机化学烷烃

例:
(正己烷)
(异己烷)
(新己烷)
CH3CH2CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH3
CH3—C—CH2 CH3
CH3
CH3
我国现在使用的有机化合物系统命名法是参考国际纯粹和应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry 简称IUPAC)制定的命名原则,并结合我国的文字特点于1960年制定,1980年由中国化学会加以增减修订的《有机化学命名原则》。
色散力示意图:
烷烃属于非极性分子,分子间只有微弱的色散力,在室温(25℃)和下,
烷烃的状态
C1~C4的烷烃为气态(gas); C5~C16的烷烃为液态(liquid); C17以上的烷烃为固态(solid)。
1、随着碳原子数的递增,沸点依次升高。
1.沸点(boiling point)
有机化学烷烃
分子中只含有碳(carbon)和氢(hydrogen)两种元素的有机化合物叫做碳氢化合物,简称烃。 其它有机化合物可以看作是烃的衍生物,所以烃是有机化合物的“母体”。
烃(hydrocarbon)的定义:
烃
开链烃 (脂肪烃)
例:
戊烷——系统命名
正戊烷——习惯命名
(A)从烷烃的构造式中选取最长的连 续碳链作为主链,支链作为取代基。当含有不止一个相等的最长碳链可供选择时,一般选取包含支链最多的最长碳链作为主链。根据主链所含碳原子数称为“某”烷。
系统命名的基本原则:(支链烷烃)
正确的选择是2,不是1。
例:
问:下列化合物应选择哪条主链?
CH3
正丁烷和异丁烷属于同分异构体。正丁烷和异丁烷这种同分异构体,是由于分子内原子间互相连接的顺序不同造成的(即不同构造(constitution)引起的),称为构造异构体(constitutional isomers) 。
烷烃

三个相同: 三个相同: 分子组成相同 分子量相同 相似、 相似、 理解: 理解: 分子式相同 完全不同 两个不同 不同: 两个不同:结构不同 性质不同
P10“学与问”的第一问:己烷(C6H14)有 “学与问”的第一问:己烷 有 5种同分异构体 你能写出它们的结构式吗 种同分异构体,你能写出它们的结构式吗 种同分异构体 你能写出它们的结构式吗? 并总结同分异构体书写的基本规律 并总结同分异构体书写的基本规律! 同分异构体书写的基本规律
3. 同分异构体的书写规律 以碳骨架的同分异构体的书写口诀: 以碳骨架的同分异构体的书写口诀: 主链由长到短; 主链由长到短; 减碳架支链 支链由整到散; 支链由整到散; 位置由心到边; 位置由心到边; 排布由对到邻再到间。 排布由对到邻再到间。
最后用氢原子补足碳原子的四个价键。 最后用氢原子补足碳原子的四个价键。
异丁烷: 异丁烷:
H | H--C--H H H | | H-C——C——C-H - - | | | H H H
结构简式: 结构简式 例: H H H H H | | | | | H—C—C—C—C—C—H | | | | | H | H H H H- C-H H
省略C—H键 把同一C上的H合并 省略横线上C—C键 CH3—CH—CH—CH—CH3 2 2 CH 3 CH 3CHCH2CH 2CH 3
[CH3CH2CH3]
异丁烷: 异丁烷: H | H--C--H H H | | H-C——C——C-H - - | | | H H H
[CH3CH2CH2CH3]
[CH3CH(CH3 )CH3]
烷烃结构、 烷烃结构、组成特征
1.碳原子间都以 碳原子间都以C-C相连、其余都是 相连、 碳原子间都以 相连 其余都是C-H键; 键 2. C原子都形成 个共价键;形成四面体结构; 原子都形成4个共价键 原子都形成 个共价键;形成四面体结构; 3.碳链可以转动 碳链可以转动…… 碳链可以转动 4.组成上可以用通式“CnH2n+2”表示。 组成上可以用通式“ 表示。 组成上可以用通式
烷烃

英文名
n-heptane
n-octane n-nonane n-decane n-undecane n-dodecane n-tridecane n-eicosane
正庚烷
正辛烷 正壬烷 正癸烷 正十一烷 正十二烷 正十三烷 正二十烷
C12
C13
C20
碳原子数为10以上时用大写数字表示
2. IUPAC命名法(系统命名法)
用“,”隔 开
含支链的取代基的命名
5 7 8 6 4
3 2
1
2
1
3
仲丁基 2-丁基 1-甲基丙基
2, 7-二甲基-4-仲丁基辛烷 2, 7-二甲基-4-(2-丁基)辛烷 2, 7-二甲基-4-(1-甲基丙基)辛烷
三.构象 (comformation) 和构象异构体
C—C单键是可以旋转的 单键的旋转使分子中的原子或基团在空间产生不同的排列 (构象) 不同的构象之间为构象异构关系(一类立体异构现象)
CH2
CH2
H 3C
C
CH3
1碳负离子 (伯碳负离子)
3碳正离子 (伯碳正离子)
二. 烷烃的命名
普通命名法
用于简单化合物的命名
IUPAC命名法(系统命名法)
(IUPAC: 国际纯粹与应用化学联合会, International Union of Pure and Applied Chemistry)
(正)丁基
n -b u ty l
n -B u
仲丁基
s e c -b u ty l (s e c o d a ry )
s -B u
CH3 C H 3C H C H 2 CH3 C H 3C CH3 叔丁基 te rt-b u ty l (te rtia ry ) t-B u 异丁基 is o b u ty l i-B u
烷烃

一.定义,通式和同系列定义:由碳和氢两种元素组成的饱和烃称为烷烃.通式: CnH2n+2同系列: 相邻的两种烷烃分子组成相差一个碳原子和两个氢原子,像这样结构相似,而在组成上相差一个或几个CH2的一系列化合物称为同系列.二.同分异构体甲烷,乙烷和丙烷没有同分异构体,从丁烷开始产生同分异构体.碳链异构体:因为碳原子的连接顺序不同而产生的同分异构体.随着分子中碳原子数目的增加,碳链异构体的数目迅速增多.三.烷烃的结构碳原子的最外层上有4个电子,电子排布为1S22S22P2,碳原子通过SP3杂化形成四个完全相同的SP3杂化轨道,所谓杂化就是由若干个不同类型的原子轨道混合起来,重新组合成数目相等的.能量相同的新轨道的过程.由1个S轨道与3个P轨道通过杂化后形成的4个能量相等的新轨道叫做SP3杂化轨道,这种杂化方式叫做SP3杂化.在形成甲烷分子时,4个氢原子的S轨道分别沿着碳原子的SP3杂化轨道的对称轴靠近,当它们之间的吸引力与斥力达到平衡时,形成了4个等同的碳氢σ键.实验证明甲烷分子是正四面体型的.4个氢原子占据正四面体的四个顶点,碳原子核处在正四面体的中心,四个碳氢键的键长完全相等,所有键角均为109.5.σ 键的特点:(1)重叠程度大,不容易断裂,性质不活泼.(2)能围绕其对称轴进行自由旋转.四.烷烃的命名碳原子的类型:伯碳原子:(一级)跟另外一个碳原子相连接的碳原子.仲碳原子:(二级)跟另外二个碳原子相连接的碳原子.叔碳原子:(三级)跟另外三个碳原子相连接的碳原子.季碳原子:(四级)跟另外四个碳原子相连接的碳原子.普通命名法其基本原则是:(1)含有10个或10个以下碳原子的直链烷烃,用天干顺序甲,乙,丙,丁,戊,已,庚,辛,壬,癸10个字分别表示碳原子的数目,后面加烷字.例如: CH3CH2CH2CH3 命名为正丁烷.(2)含有10个以上碳原子的直链烷烃,用小写中文数字表示碳原子的数目.如CH3(CH2)10CH3命名为正十二烷.(3)对于含有支链的烷烃,则必须在某烷前面加上一个汉字来区别.在链端第2位碳原子上连有1个甲基时,称为异某烷,在链端第二位碳原子上连有2个甲基时,称为新某烷.如: 正戊烷异戊烷新戊烷系统命名法系统命名法是我国根据1892年曰内瓦国际化学会议首次拟定的系统命名原则.国际纯粹与应用化学联合会(简称IUPAC法)几次修改补充后的命名原则,结合我国文字特点而制定的命名方法,又称曰内瓦命名法或国际命名法.烷基:烷烃分子去掉一个氢原子后余下的部分.其通式为CnH2n+1-,常用R-表示.常见的烷基有:甲基CH3— (Me)乙基CH3CH2— (Et)正丙基CH3CH2CH2— (n-Pr)异丙基(CH3)2CH— (iso-Pr)正丁基CH3CH2CH2CH2— (n-Bu)异丁基(CH3)2CHCH2— (iso-Bu)仲丁基(sec-Bu)叔丁基(CH3)3C— (ter-Bu)在系统命名法中,对于无支链的烷烃,省去正字.对于结构复杂的烷烃,则按以下步骤命名:选择分子中最长的碳链作为主链,若有几条等长碳链时,选择支链较多的一条为主链.根据主链所含碳原子的数目定为某烷,再将支链作为取代基.此处的取代基都是烷基.从距支链较近的一端开始,给主链上的碳原子编号.若主链上有2个或者个以上的取代基时,则主链的编号顺序应使支链位次尽可能低.将支链的位次及名称加在主链名称之前.若主链上连有多个相同的支链时,用小写中文数字表示支链的个数,再在前面用阿拉伯数字表示各个支链的位次,每个位次之间用逗号隔开,最后一个阿拉伯数字与汉字之间用半字线隔开.若主链上连有不同的几个支链时,则按由小到大的顺序将每个支链的位次和名称加在主链名称之前.如果支链上还有取代基时,则必须从与主链相连接的碳原子开始,给支链上的碳原子编号.然后补充支链上烷基的位次.名称及数目.五.物理性质1.状态:在常温常压下,1至4个碳原子的直链烷烃是气体,5至16个碳原子的是液体,17个以上的是固体.2.沸点:直链烷烃的沸点随分子量的增加而有规律地升高.而低级烷烃的沸点相差较大,随着碳原子的增加,沸点升高的幅度逐渐变小.沸点的高低取决于分子间作用力的大小.烷烃是非极性分子,分子间的作用力(即范德华力)主要是色散力,这种力是很微弱的.色散力与分子中原子数目及分子的大小成正比,这是由于分子量大的分子运动需要的能量也大.多一个亚甲基时,原子数目和分子体积都增大了,色散力也增大,沸点即随之升高.色散力是一种近程力,它只有在近距离内才能有效地发挥作用,随着分子间距离的增大而迅速减弱.带着支链的烷烃分子,由于支链的阻碍,分子间不能像直链烷烃那样紧密地靠在一起,分子间距离增大了,分子间的色散力减弱,所以支链烷烃的沸点比直链烷烃要低.支链越多,沸点越低.3.熔点:直链烷烃的熔点,其本上也是随分子量的增加而逐渐升高.但偶数碳原子的烷烃熔点增高的幅度比奇数碳原子的要大一些.形成一条锯齿形的曲线.烷烃的熔点也主要是由分子间的色散力所决定的.固体分子的排列很有秩序,分子排列紧密,色散力强.固体分子间的色散力,不仅取决于分子中原子的数目和大小,而且也取决于它们在晶体中的排列状况.X-光结构分析证明:固体直链烷烃的晶体中,碳链为锯齿形的,由奇数碳原子组成的锯齿状链中,两端的甲基处在一边,由偶数碳原子组成的锯齿状链中,两端的甲基处在相反的位置.即偶数碳原子的烷烃有较大的对称性,因而使偶数碳原子链比奇数碳原子更为紧密,链间的作用力增大,所以偶数碳原子的直链烷烃的熔点要高一些.4.溶解度:烷烃是非极性分子,又不具备形成氢键的结构条件,所以不溶于水,而易溶于非极性的或弱极性的有机溶剂中.5.密度:烷烃是在所有有机化合物中密度最小的一类化合物.无论是液体还是固体,烷烃的密度均比水小.随着分子量的增大,烷烃的密度也逐渐增大.六.化学性质烷烃是非极性分子,分子中的碳碳键或碳氢键是非极性或弱极性的σ键,因此在常温下烷烃是不活泼的,它们与强酸.强碱.强氧化剂.强还原剂及活泼金属都不发生反应.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CO2和H2O.CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O + 热量在控制条件时,烷烃可以部分氧化,生成烃的含氧衍生物.例如石蜡(含20—40个碳原子的高级烷烃的混合物)在特定条件下氧化得到高级脂肪酸.RCH2CH2R + O2 RCOOH + RCOOH2,裂化:烷烃在隔绝空气的条件下加强热,分子中的碳碳键或碳氢键发生断裂,生成较小的分子,这种反应叫做热裂化.如:CH3CH2CH2CH3 CH4 + CH2=CHCH3CH3CH3 + CH2=CH2CH2=CHCH2CH3 + H2取代反应:卤代反应是烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代.将甲烷与氯气混合,在漫射光或适当加热的条件下,甲烷分子中的氢原子能逐个被氯原子取代,得到多种氯代甲烷和氯化氢的混合物.CH4 +Cl2 CH3Cl + HClCH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HClCH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HClCHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl卤素反应的活性次序为:F2 >Cl2 > Br2 > I2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度时,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.Cl2 2Cl(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 + CH4 HCl + CH3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.CH3 + Cl2 CH3Cl + Cl反应一步又一步地传递下去,所以称为链反应.CH3Cl + Cl CH2Cl + HCl3CH2Cl + Cl2 CH2Cl2 + 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 Cl2CH3 + CH3 CH3CH3CH3 + Cl CH3Cl七.重要的烷烃。
烷烃

H H
甲烷分子的楔形式
乙烷分子的楔形式
: 伸出纸平面之前 : 伸向纸平面之后 : 在纸平面之上
简言之: 楔前、虚后、实平面。
34
所谓直链烷烃,碳链并非是直的,只是 它不含侧链而已。 ≥ C3的直链烷烃固态 时碳链呈锯齿状,气态、液态下由于围绕 σ- 键的旋转而呈多种不规则的形状:
戊烷的多种不规则形状
22
CH3 __ CH __ CH2 __ CH __ CH2 __ CH3 例1:
1 2
1
2
3
3
4
5
6
CH3
4 __ 5 CH CH3
CH2 __ CH3
6 7
取:2,5—二甲基 — 4 —乙基庚烷 不取:2—甲基— 4—仲丁基己烷
注意书写规则:阿拉伯数字之间用逗号隔开, 阿拉伯数字与汉字之间用半字线“–”连接。
40 __ CH3 __ CH __ CH2 __ C CH3 10
10 30 20
CH3 10 CH3 10
CH3 10
异辛烷 1oC 1oH
一级
2oC 2oH
二级
3oC 3oH
三级
4oC
四级
伯
仲
叔
季
17
请记住十个烷烃的英文名称:
甲烷 methane 丙烷 propane 戊烷 pentane 庚烷 heptane 壬烷 nonane 乙烷 ethane 丁烷 butane 己烷 hexane 辛烷 octane 癸烷 decane
甲基
Me—
乙基
Et—
正丙基
n-Pr—
异丙基
i-Pr—
CH3
–CH2–
亚甲基
烷烃

3.数字意义: 阿拉伯数字---------取代基位置 汉字数字---------相同取代基的个数
1、最长原则
2、最近原则 3、最小原则 4、最简原则
1、用系统命名法命名 下列物质:
CH3—CH—CH2—CH—CH3
CH2 CH3 CH2 CH3
CH3—CH—CH2—CH—CH3 CH3 CH2—CH3
己烷
2、编号,定支链所在的位置。
把主链中离支链最近的一端作为起点, 用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编 号定位,以确定支链所在的位置。
CH3—CH—CH2—CH—CH3
6
5
4
3
1
2
CH3
3
4 2
CH2—CH3
1
5
6
2、编号,定支链所在的位置。
CH3 CH3–C–CH2–CH–CH2–CH3 CH3 CH2–CH3
2,2—二甲基—4—乙基己烷
最简原则:当有两条相同 碳原子的主链时,选支链 最简单的一条为主链。
CH3 CH3–CH–2,5—二甲基—3—乙基己烷
1.命名步骤: (1)找主链------最长的主链; (2)编号-----靠近支链(小、多)的一端; (3)写名称-------先简后繁,相同基合并写. 2.名称组成:
练习1:
1 互为同位素,___ 2 是同素异形体, 下列五组物质中___ 5 是同分异构体,___ 4 是同系物,___ 3 是同一物质。 ___
1、 12 C
6 14 6
C
2、白磷、红磷
3、
H H | | H-C-Cl 、Cl-C-Cl | | Cl H
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第二章烷烃一.目的要求1. 了解烷烃的通式、同系列和同分异构等基本知识。
2. 掌握烷烃的系统命名法和普通命名法。
3. 掌握烷烃碳原子的杂化状态及分子结构特点。
4. 熟悉烷烃构象的概念及构象的写法。
5. 掌握烷烃的卤代反应及自由基反应的机理。
二.本章内容小结1.烷烃的结构:(1)烷烃——碳原子完全被氢原子所饱和的烃,通式为:C n H2n+2(2)同系列——结构相似,而在组成上相差-CH2-的整数倍的一系列化合物。
同系物——同系列中的各个化合物叫做同系物。
同系物化学性质相似,物理性质随分子量增加而有规律地变化。
(3)碳架异构——分子式相同,分子中碳原子的连接顺序不同而产生的异构体。
(4)构象——由于围绕C-Cσ单键旋转而产生的分子中各原子或原子团在空间的不同排列方式。
同一分子的不同构象称为构象异构体。
分子的构象可以用透视式或纽曼投影式表示。
(5)在各种不同结构的碳链中,由于碳原子所处的地位不同可以分为伯(一级1°)、仲(二级2°)、叔(三级3°)和季(四级4°)四种类型,与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子,分别称为伯、仲、叔氢原子。
2.烷烃的命名:烷烃的命名法常用普通命名法和系统命名法两种方法。
(1)普通命名法——亦称为习惯命名法,适用于简单化合物。
对直链烷烃,叫正某(甲.乙.丙.丁.戊.己.庚.辛.壬.癸.十一.十二)烷;对有支链的烷烃,可以看作直链烷烃的烷基衍生物。
(2)系统命名法a. 直链烷烃:与普通命名法相似,省略“正”字。
b. 有支链时:取最长碳链为主链,对主链上的碳原子标号。
从距离取代基最近的一端开始编号,用阿拉伯数字表示位次。
c.多支链时:和并相同的取代基。
用汉字一.二.三…表示取代基的个数,用阿拉伯数字1,2,3…表示取代基的位次,按官能团大小次序(小的在前,大的在后)命名。
d. 其它情况i. 含多个长度相同的碳链时,选取代基最多的链为主链;ii. 在保证从距离取代基最近一端开始编号的前提下,尽量使取代基的位次和最小。
3.烷烃的物理化学性质:(1)烷烃的物理性质a. 沸点:烷烃的沸点随分子量的升高而升高;正构者沸点高。
支链越多,沸点越低。
b. 熔点:烷烃的熔点基本上随分子量的增加而增加;但偶数碳原子烷烃的熔点高于相邻奇数碳原子的烷烃。
c. 相对密度:随分子量的增加,烷烃的相对密度也增加,最后接近于0.8。
d. 溶解度:不溶于水,易溶于有机溶剂。
e. 折射率:折射率反映了分子中电子被光极化的程度,折射率越大,表示分子被极化程度越大。
正构烷烃中,随着碳链长度增加,折射率增大。
(2)烷烃的化学性质烷烃的化学性质比较稳定,室温下烷烃不和强酸.强碱.强还原剂.强氧化剂等发生反应。
但在一定条件下,例如高温.高压.光照或有催化剂存在时,烷烃可发生氧化.异构化.裂化.取代等化学反应。
(3)烷烃的自由基取代机理 a. 机理为:X 2Xhv链引发X+ RHR + HX R + X 2RX +X 链增长RR R R + XRX X+ XX 2链终止b. 自由基的稳定性为:苄基自由基≥烯丙基自由基≥叔烷基自由基>仲烷基自由基>伯烷基自由基>甲基自由基c. 氢原子被取代相应活性为:叔氢>仲氢>伯氢d. 卤原子的反应活性为:I > Br > Cl > F 三.例题解析【例题1】用系统命名法命名下列化合物1. CH 3CHCHCH 2CH(CH 3)2CH 2CH 2CH 3CH 2CH 32. CH 3(CH2)2CHCH(CH 2)4CH 3CH(CH 3)2(CH 2)3CH 33.2, 5-二甲基-4-乙基辛烷 4-异丙基-5-丁基癸烷4-甲基-3,5-二乙基辛烷4. CH 3CH 2CH 2CHCH 2CH 3CH(CH 3)25.(CH 3)2CHCHCH 2CH(CH 3)2CH 2CH 36. (CH 3)3CCCH 2CH 3CH 3CH 32-甲基-3-二乙基辛烷 2, 5-二甲基-3-乙基己烷 2,2,3,3-四甲基戊烷 【例题2】回答下列问题1. 请写出2, 2-二甲基丁烷的一氯代产物 (CH 3)3CCH 2CH 2Cl, (CH 3)3CCHClCH 3, ClCH 2C(CH 3)2CH 2CH 3 2. 写出1,2-二溴乙烷Newman 投影式的优势构象【例题3】将下列烷烃按照沸点由高到低的顺序排列A.己烷B.辛烷C.3-甲基庚烷D.正戊烷E.2,3-二甲基戊烷F.2-甲基己烷G.四甲基丁烷 解:烷烃为非极性分子,其沸点主要决定于分子量的大小和相同分子量时,分子中支链的多少。
据此,沸点排列如下:B >C >G >F >E >A >D 【例题4】用反应式写出下列合成的所有步骤: 1. 从1-氯-2-甲基丙烷合成异丁烷 CH 3CHCH 2ClCH 34CH 3CHCH 3CH 32. 从2-氯-2-甲基丁烷合成2-氘-2-甲基丁烷 CH 3CH 2CClCH 3CH 3乙醚MgCH 3CH 2CMgClCH3CH 3D 2OCH 3CH 2C-DCH 3CH 3【例题5】某烷烃的相对分子质量为114,在光照的条件下与氯气反应,仅生成一种氯化物,试推断其结构。
解:烷烃的通式为C n H 2n+2,则12n+2n+2=114,解得n=8,故烷烃的分子式为:C 8H 18。
又由题意,只生成一种一氯代产物,说明烷烃中的十八个氢原子都是等性的,所以其结构式为:(CH 3)3CC(CH 3)3。
【例题6】甲烷的自由基氯代反应历程,为什么是间接取代,而不是直接取代? 即:Cl 2hv2Cl , Cl 2CH 4+ClHClCH 3CH 3Cl +Cl而不是:CH 4+ClCH 3Cl H +解:甲基游离基要比氢游离基稳定得多,因而生成活性中间体甲基游离基比生成氢游离基需要的活化能低,反应易于进行。
同时从反应的能量上进行分析也可以得出同样的结论。
CH 4+Cl CH 3HCl +H=-4.18KJ/molCH 4+Cl CH 3Cl H+H=87.9KJ/mol习题A一.用系统命名法命名下列化合物 1. (CH 3)2CHCHCH 2CH 2CH(CH 2CH 3)2CH 2CH 32. CH 3CH 2CHCH(CH 2CH 2CH 3)2CH 33.4.CH 3CH 2CHCHCH(CH 3)2CH 3CH 2CH 35.CH 3CH 2CHCCH 2C(CH 3)3CH 3CH 2CH 2CH 36.二.写出下列化合物的结构式1. 2,4-二甲基-4-乙基庚烷2. 3-甲基-3-乙基戊烷3. 2-甲基丁烷4. 2,2,3-三甲基丁烷5. 4-异丙基-5-丁基癸烷6. 2,2,4-三甲基戊烷 三.选择题和判断题1.下列自由基稳定性大小排列顺序正确的是( )a.CH 3CH 2CHCH 3b. (CH 3CH 2)3Cc. CH 3d. CH 3CH 2CH 2A. b> a.> d.> c.B. b.> a.> c.> d.C. c.> d.> a.> b.D. c.> b.> a.> d. 2.分子中有3个-CH 3的C 7H 16其可能的结构有( )A. 3种B. 4种C. 5种D. 6种 3.下列物质中属于有同分异构体的是( ) ①CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3②(CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3③CH 3CH 2CH 2CHCH 3CH 3④CH 3CH 2CHCH 3CH 3⑤CH 3CH 2CHCH 2CH 3CH 3A.①和④B.⑤和③C.②④和⑤D.③和④ 4.烷烃分子中, 键之间的夹角一般最接近于( ) A.109.5° B.120° C.180° D.90°5.光照下烷烃卤代反应的机理是通过( )中间体进行。
A.碳正离子B.自由基C.碳负离子D.协同反应,无中间体6. CH Br hv生成的一元取代物是 A. CH 2BrB. CH 3Br C. CH 3Br D. CH 3Br7.下列烷烃中属于同分异构体的是( ),属同种物质的是( ),属同系物的是( )。
a.CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3b.CH 3CH 2CH 2CH 3c.(CH 3)2CHCH 2CH 2CH 3d. CH 3CH 2CHCH 2CH 3CH 3 e . CH 3CHCH 2CH 2CH 3CH 38.将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 9.乙烷具有不同构象的原因是( )。
A.碳原子为sp 3杂化B.碳碳单键可以自由旋转C.该分子具有Newman 投影式D.只有碳和氢两种元素组成 10.下列化合物含有伯.仲.叔氢的是( )A.2 , 2 , 4 , 4-四甲基戊烷B.2 , 3 , 4–三甲基戊烷C.2 , 2 , 4-三甲基戊烷 D 正庚烷 11.下列哪些不是自由基反应的特征?A .酸碱对反应有明显的催化作用 B. 光,热,过氧化物能使反应加速 C .氧,氧化氮,酚对反应有明显的抑制作用 D. 溶剂极性变化对反应影响很小 12.2,3-二甲基戊烷(I),正庚烷(II)和2-甲基己烷(III)三类烃类化合物的沸点次序: A. I>II>III B. II>I>III C. II>III>I D. III>II>I 13. 石油醚是实验室中常用的有机试剂,它的主要成分是什么?A .一定沸程的烷烃混合物 B. 一定沸程的芳烃混合物 C .醚类混合物 D. 烷烃和醚的混合物 14.自由基反应中化学键发生()A .异裂 B. 均裂 C. 不断裂 D. 既不是异裂也不是均裂 15.引起烷烃构象异构的原因是()A .分子中的双键旋转受阻 B. 分子中的单双键共轭C .分子中有双键 D. 分子中的两个碳原子围绕C-C 单键作相对旋转 16.ClCH2CH2Br 中最稳定的构象是()A . 顺交叉式 B. 部分重叠式 C. 全重叠式 D. 反式交叉 17.异己烷进行氯化,其一氯代物有几种?()A. 2种B. 3种C. 4种D. 5种 18.在下列哪种条件下能发生甲烷氯代反应:()A 甲烷与氯气在室温下混合 B. 先将氯气用光照射再迅速与甲烷混合 C .酸催化下甲烷与氯气室温下混合 D. 碱催化下甲烷与氯气室温下混合 19.下列化合物沸点最低的是:()A .正己烷 B. 3-甲基戊烷 C. 2,3-二甲基丁烷 D. 2,2-二甲基丁烷 20.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。