烷烃和环烷烃自由基取代
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第二章烷烃和环烷烃
致分子中原子或基团在空间的排列方式不同而产 生的立体异构现象——构象异构。这种空间排列 方式——构象 conformation
（1）乙烷的构象
H3C CH 3
当C-C键旋转时， 可产生无数个构象
有两种典型conformation：
乙烷的两种典型构象的表示方法
优势构象
交叉式 staggered
H
重叠式 eclipsed
作业：P130 /1, 6, 7 ,8; P105 / 8(3) (4) *C2-C3键旋转 阅读Section 1. Alkanes and Cycloalkanes 全文
翻译 1.1第一段，1.2.2第一段，1.2.3 第四段
CH3 CH3 CH C Br
CH3 CH3
四、环烷烃的异构现象
1. 顺反异构 cis-trans isomer (P84) 环烷烃环中C-C单键受环约束不能自由旋转,导致产生顺反异构
HH
H
CH 3
CH 3 CH 3
顺-1,2-二甲基环丙烷
CH 3 H
反-1,2-二甲基环丙烷
练习：写答出案： 1-甲基-3-乙H基环己烷的顺反异构体CH 3
伯碳(1°)：一级碳原子,只与1个其他碳原子直接相连
仲碳(2°)：二级碳原子,只与2个其他碳原子直接相连
叔碳(3°)：三级碳原子,只与3个其他碳原子直接相连
季碳(4°)：四级碳原子,只与4个其他碳原子直接相连
CH3
CH3
H3C
C CH2
3° 2°
H
伯氢(1°H)：伯碳上的H
仲氢(2°H)：仲碳上的H
练习：预测2-甲基丁烷在室温下进行氯代反应所得的一氯代物
Cl
答 案 ： C3 C H H C2C H H 3 +C 2l 光 C3 C H C2 C H H 3
（1）乙烷的构象
H3C CH 3
当C-C键旋转时， 可产生无数个构象
有两种典型conformation：
乙烷的两种典型构象的表示方法
优势构象
交叉式 staggered
H
重叠式 eclipsed
作业：P130 /1, 6, 7 ,8; P105 / 8(3) (4) *C2-C3键旋转 阅读Section 1. Alkanes and Cycloalkanes 全文
翻译 1.1第一段，1.2.2第一段，1.2.3 第四段
CH3 CH3 CH C Br
CH3 CH3
四、环烷烃的异构现象
1. 顺反异构 cis-trans isomer (P84) 环烷烃环中C-C单键受环约束不能自由旋转,导致产生顺反异构
HH
H
CH 3
CH 3 CH 3
顺-1,2-二甲基环丙烷
CH 3 H
反-1,2-二甲基环丙烷
练习：写答出案： 1-甲基-3-乙H基环己烷的顺反异构体CH 3
伯碳(1°)：一级碳原子,只与1个其他碳原子直接相连
仲碳(2°)：二级碳原子,只与2个其他碳原子直接相连
叔碳(3°)：三级碳原子,只与3个其他碳原子直接相连
季碳(4°)：四级碳原子,只与4个其他碳原子直接相连
CH3
CH3
H3C
C CH2
3° 2°
H
伯氢(1°H)：伯碳上的H
仲氢(2°H)：仲碳上的H
练习：预测2-甲基丁烷在室温下进行氯代反应所得的一氯代物
Cl
答 案 ： C3 C H H C2C H H 3 +C 2l 光 C3 C H C2 C H H 3
第4章 烷烃 自由基取代
=
A + BC
A
........
B
...........
C
AB + C
过渡态的特点: （1）能量高。 （2）极不稳定，不能分离得到。 （3）旧键未完全断开，新键未完全形成。
反应势能图
反应势能曲线：图中表示势能高低的曲线。
势 能
A......B ....C
反应坐标：由反应物到生成物所经过的能 量要求最低的途径。 过渡态：在反应物互相接近的反应进程中， 与势能最高点相对应的结构称为过渡态。
Cl2 光
57/43=2x/6
x=4
(3)烷烃与其它卤素的取代反应 CH3 CH3-CH CH3 + Br2
光 127℃
CH3 CH3 CH3-C-Br + CH3-CHCH2Br CH3 痕量 99%
•仲,叔氢原子的反应活性:1:82:1600.溴更具有选择性.
• 与氟反应剧烈,不易控制,会引起爆炸.
CH2 > CH2
苯甲基自由基
CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH
三级丁基自由基 异丙基自由基
稀丙基自由基
> CH3CH2 > CH3
乙基自由基
>
苯基自由基
甲基自由基
两点说明
•影响自由基稳定 性的因素是很多 的，如： 电子离 域，空间阻碍， 螯合作用和邻位 原子的性质等；
•碳自由基的最外层 为七个电子，反应 时总要寻找另外的 电子来达到八隅体 结构，所以是亲电 的。
CH3 例如： CH3-CH-CH3 Br 2, 光 127 ℃ CH3 CH3-C-CH3 Br >99% CH3 CH3-CH-CH2 Br <1%
A + BC
A
........
B
...........
C
AB + C
过渡态的特点: （1）能量高。 （2）极不稳定，不能分离得到。 （3）旧键未完全断开，新键未完全形成。
反应势能图
反应势能曲线：图中表示势能高低的曲线。
势 能
A......B ....C
反应坐标：由反应物到生成物所经过的能 量要求最低的途径。 过渡态：在反应物互相接近的反应进程中， 与势能最高点相对应的结构称为过渡态。
Cl2 光
57/43=2x/6
x=4
(3)烷烃与其它卤素的取代反应 CH3 CH3-CH CH3 + Br2
光 127℃
CH3 CH3 CH3-C-Br + CH3-CHCH2Br CH3 痕量 99%
•仲,叔氢原子的反应活性:1:82:1600.溴更具有选择性.
• 与氟反应剧烈,不易控制,会引起爆炸.
CH2 > CH2
苯甲基自由基
CHCH2 > (CH3)3C > (CH3)2CH
三级丁基自由基 异丙基自由基
稀丙基自由基
> CH3CH2 > CH3
乙基自由基
>
苯基自由基
甲基自由基
两点说明
•影响自由基稳定 性的因素是很多 的，如： 电子离 域，空间阻碍， 螯合作用和邻位 原子的性质等；
•碳自由基的最外层 为七个电子，反应 时总要寻找另外的 电子来达到八隅体 结构，所以是亲电 的。
CH3 例如： CH3-CH-CH3 Br 2, 光 127 ℃ CH3 CH3-C-CH3 Br >99% CH3 CH3-CH-CH2 Br <1%
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
第二章烷烃环烷烃自由基反应历程解析
烷烃名称的写出
（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”小的基团优先列出。 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2，3……标出, 取代基数目用二,三……标出。 （4）表示位置的数字间要用逗号隔开，位次和 取代基名称之间要用“半字线”隔开。 例如： 可将烷烃的命名归纳为十六个字：最长碳链， 最小定位，同基合并，由简到繁。
（1）称为环某烯。 （2）以双键的位次和取代基的位置最 小为原则。 例如：
CH 3
环戊烯 1-甲基环戊烯
环烯烃的命名
CH 3 CH 3
3，4-=甲基 环己烯 1，3-环戊烯 2-甲基-1，3环己二烯
多环脂肪烃的命名
（1） 桥环烃（二环、三 环等） 分子中含有两个或 多个碳环的多环化合物中， 其中两个环共用两个或多 个碳原子的化合物称为桥 环化合物。
选择主链 ：a 最长碳链b取支链多的
CH 3-CH2 CH CH CH 2-CH3 CH 2 CH CH 3 选择错误 CH 3 CH 3 选择正确 CH 3-CH2-CH CH 3 CH 3 CH CH CH-CH 3 CH 2 CH 3 选择正确 CH 2 CH 3 选择错误
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
三、烷烃的结构
CnH2n+2
109°28′
C H H
sp3
?
H C H
CH4
+ 4
H
甲烷分子的形成
为什么烷烃分子中碳原子为四价， 且四个价键是完全相同的呢？
大学有机化学重点知识总结 (2)
6. CH3CHCH2CH3 OH
浓 H2SO4 ＞ 150 ℃
NBS ( CH3CH CHCH2Br)
( CH3CH CHCH3 )
24. H2C CHCH(CH3)2
Cl2 500 ℃
(
H2C
C H
C(CH3)2) Cl
NBS, CCl4
Br
(
)
O (R C O OH )
O
22.
Br
Br2
(
CH3
30.
H3C
CC CH3 H
CH2
补充：
① B2H6 ② H2O2/OH-
(
)
CH3 H3C C CH2CH2OH
CH3
CH3 ① B2H6
CH3 ② H2O2/OH-
CH3 H
OH CH3
34
② 双键上的氧化
CH2 CH2 + O2
O
Ag 250℃
O
O
C C +R C O O H
C C + R C OH O
有 机 化 学 习题课
第二章
饱和烃（烷烃和环烷烃）
(一）烷烃
1. 熟练掌握烷烃的系统命名法。 要求能根据结构式写出名称或由名称写出结构式
“最长” 选最长的碳链作为主链 “最多”选取含支链最多的碳链为主链 “最小” 取代基位次最小
最低系列：最先遇到的取代基位次最小
1 2 3 45 1. CH3CH CH CH2CH3
O C CH3)
47
1. 由 HC CH 合成 (1) CH3CH2CH2CH2OH
分析：
CH3CH2CH CH2 CH3CH2C CH
+ CH3CH2Br
第四章烷烃与环烷烃(新)
正丁烷绕C2－C3σ键旋转的构象
正丁烷C2—C3 s键旋转能量图如下：
从正丁烷的能量曲线图可见，4种构象的稳定性次序是：
随着正烷烃碳原子数的增加，它们的构象也随之而复杂，但 其优势构象都类似正丁烷，是能量最低的对位交叉式。因此， 直链烷烃碳链在空间的排列，绝大多数是锯齿形，而不是直 链，只是为了书写方便，才将其结构式写成直链。
思考题 预测2，3-二甲基丁烷在室温下进行氯代反应时，所得 各种一氯代产物的得率之比。
烷烃的溴代反应生成相应的溴代物。 溴代反应3°、2°、1°氢原子的相对反应活性比为 1600:82:1。
卤代反应所用的卤素不同或反应条件不同，各种异构体产物的 相对数量有着显著的差异。
丙烷1o、2o 氢氯代能
量图
受体：指对特定的生物活性物质（包括药物、激素等）具 有识别能力，并可选择性结合的生物大分子。
四．烷烃的物理性质 有机化合物的物理性质，一般是指物态、沸点、熔点、密度、 溶解度、折光率、旋光度和光谱性质等。烷烃同系物的物理 性质常随碳原子数的增加，而呈现规律性的变化。
烷烃的沸点、 熔点、密度 随碳数变化
☆链终止（chain-terminating step）：清除自由基
两个活泼的自由基相互结合，生成稳定的分子或加入少量能抑制自由基生成 或降低自由基活性的抑制剂，使反应速率减慢或终止反应。
★甲烷氯代反应的机制不仅适用于甲烷的溴代反应，而且也 适用于其他烷烃的卤代反应，甚至还适用于分子中含有类似 烷烃结构的许多非烷烃化合物。
卤代反应（halogenation reaction):烷烃分子中的氢原子被卤 素原子取代的反应。
1．甲烷的卤代
在紫外光照射或高温250～400℃ 的条件下，甲烷和氯气混合可剧烈地发 生氯代反应，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷 （四氯化碳）和氯化氢的混合物。
正丁烷C2—C3 s键旋转能量图如下：
从正丁烷的能量曲线图可见，4种构象的稳定性次序是：
随着正烷烃碳原子数的增加，它们的构象也随之而复杂，但 其优势构象都类似正丁烷，是能量最低的对位交叉式。因此， 直链烷烃碳链在空间的排列，绝大多数是锯齿形，而不是直 链，只是为了书写方便，才将其结构式写成直链。
思考题 预测2，3-二甲基丁烷在室温下进行氯代反应时，所得 各种一氯代产物的得率之比。
烷烃的溴代反应生成相应的溴代物。 溴代反应3°、2°、1°氢原子的相对反应活性比为 1600:82:1。
卤代反应所用的卤素不同或反应条件不同，各种异构体产物的 相对数量有着显著的差异。
丙烷1o、2o 氢氯代能
量图
受体：指对特定的生物活性物质（包括药物、激素等）具 有识别能力，并可选择性结合的生物大分子。
四．烷烃的物理性质 有机化合物的物理性质，一般是指物态、沸点、熔点、密度、 溶解度、折光率、旋光度和光谱性质等。烷烃同系物的物理 性质常随碳原子数的增加，而呈现规律性的变化。
烷烃的沸点、 熔点、密度 随碳数变化
☆链终止（chain-terminating step）：清除自由基
两个活泼的自由基相互结合，生成稳定的分子或加入少量能抑制自由基生成 或降低自由基活性的抑制剂，使反应速率减慢或终止反应。
★甲烷氯代反应的机制不仅适用于甲烷的溴代反应，而且也 适用于其他烷烃的卤代反应，甚至还适用于分子中含有类似 烷烃结构的许多非烷烃化合物。
卤代反应（halogenation reaction):烷烃分子中的氢原子被卤 素原子取代的反应。
1．甲烷的卤代
在紫外光照射或高温250～400℃ 的条件下，甲烷和氯气混合可剧烈地发 生氯代反应，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷（氯仿）、四氯甲烷 （四氯化碳）和氯化氢的混合物。
烷烃和环烷烃
1
2
3
4
5
6
7 1' 2'
8 3'
9
10
CH3CH2CHCH2CH2CHCH2CH2CH2CH3 CH3 H3C C CH2CH3 CH3
3-甲基-6-(1,1－二甲基丙基)癸烷或3-甲基-6-1',1'-二甲基丙基癸烷 3-methyl-6-(1,1-dimethylpropyl)decane or 3-methyl-6-1',1'-dimethylpropyldecane
特点: 1、可以自由旋转； 2、重叠程度大,键比较牢固； 3、电子云分布于两原子之间,不易受 外界环境影响,不易发生化学反应。
§4 构象
围绕σ键旋转所产生的分子的各种立体形象称 为构象（comformation） 一、乙烷的构象
（a）
（b）
乙烷分子的棒球模型 （a）重叠式构象 （b）交叉式构象
(5)
§3结构
一、烷烃的结构
碳为sp3杂化，碳—氢之间以 键相连
(-) C +) +) H
1s轨道
(-) C
+)H
sp3杂化轨道
C-H 键
1.09 Å
H
H C H H
109.5
o
H 109.3o H H C H H C H
1.10 Å
1.54 Å
σ键: 轨道之间头对头重叠形成的键
碳架异构体用正、异、新等词头区分
CH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH3
正戊烷 n-pentane
H3C CH CH2 CH3 CH3
异戊烷 i-pentane
H3C C CH3 CH3
第二章 烷烃和环烷烃 自由基取代反应
跨环张力 扭转张力
H 1 H H H 2 3 5 4 6
H H
H H
H
H
H 3 H
1 6
H
观察者
H H
6
扭4 式 船 5
H H
6
船式
半 扭船式椅 式
1
.
2
.
3 5
4
半椅式
半椅式
1
.
2
.
kJ/mol
3 5
4
46
28.9 23.5
环己烷构象之间的势能关系
第五节 物理性质
一、分子间作用力 （一） 范德华力 1、取向力（偶极-偶极作用力）
扭转张力：由于构象是重叠式 H
H
H3C CH3
H3C CH3 CH H3CH3C3 CH3
CH3 H H CH3 H
CH3 H H H
H
CH3 H H CH3
H CH3
CH CH3 33 CH
H
H
H
CH3
H
H H H
CH3 H CH3 H3 C3C CH H C 3 3
1
C H 3C H C H 2C H C H C H 3 C H3 C H3
CH2CH2HC3
2，3，5-三甲基己烷
CH3CH2CH2CHCHCH2CH2CH2CH3 CHCH3 CH3
5-丙基-4-异丙基壬烷
（三）练习：命名下列化合物
CH
C H 3C H 2C H C H 2C H C H 3 C H 3C H 2 C H3
主链
3 1
C-C-C-C-C-C-C C-C-C C
2
(2) 编号: 近取代基端开始编号, 并遵守“最低系列编号规则” 取代基距链两端位号相同时, 编号从次序小的基团端开始。
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2、1,2和4,5之间有两个正丁烷似的全重叠, 1,6、 5,6、2,3、3,4之间有四个正丁烷似的邻位交 叉。
第五节 物理性质
外 观： 状态 颜色 气味
物理常数： 沸点（bp) 折光率（n) 密度（D)
熔点（mp) 旋光度[α]λt 溶解度
偶极矩（μ） 光谱特征
一、分子间作用力
物 理 性 质
结构
沸点大小取决于微弱的范德华力
烷烃沸点的特点
（1）沸点一般很低。 （非极性，只有色散力）
（2）随相对分子质量增大而增大。 （运动能量增大，范德华引力增大）
注意与熔 点特点区 别
（3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。 （叉链多，分子不易接近）
bp：36℃
分子间接触面积小 作用力弱
分子间接触面积大 作用力强
σ键的定义
在化学中，将两个轨道沿着轨道对称轴方向重叠 形成的键叫σ键。
σ键的特点
1、电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固 。 2、σ键旋转时不会破坏电子云的重叠，所以σ键可
以自由旋转。
二. 小环烷烃的结构
张力学说的内容
当碳原子的键角偏离109°28′时， 便会产生一种恢复正常键角的力量。这 种力就称为张力。键角偏离正常键角越 多，张力就越大。
（2）、取代环己烷的构象
（１）一取代环己烷的构象 （2）二取代环己烷的构象 （3）多取代环己烷的构象
2）. 环己烷的船式构象（一般了解）
（1） 环己烷船式 (Boat form) 构象的画法
锯架式
纽曼式
(2) 环己烷船式构象的特点:
1、1,2,4,5四个碳原子在同一平面内，3,6碳原 子在这一 平面的上方。
（2）开链烷烃命名（选主链；编号；命全名 ）
（3）环烷烃命名
1）单环烃
2）稠环烃
例如
三环[3.2.1.02,4 ]辛烷
第三节 结 构
一、 烷烃的结构特征
烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 甲烷具有正四面体的结构特征。 当烷烃中的碳原子数大于3的时候,碳链 就形成锯齿形状。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ键。
小环烷烃的结构
实际上，在三元环及四元环中，碳碳键并不 是沿键轴方向重叠的σ键。而是一种非“正规”的 单键，成键的强度较弱，因而容易发生断裂。
由此可见：
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。
（ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试 剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质
。
1、预习烷烃构象、烷烃和 环烷烃性质；
见书 P60实例
分子间作用力
（影响物理性质重要 因素）
色散力(又称范德华力)
氢键（影响沸点、溶解 偶极-偶极力
（瞬时偶极，有加和性，和分子间距离有关） 性、生物大分子结构）
（极性性分子之间）
烷烃是非极性分子，分子间只有微弱的色散力相互吸引。
二、沸点、熔点、相对密度和溶解度
（） 沸点（boiling point，简写bp）
有机化合物的异构现象 构造异构体
碳架异构体 位置异构体 官能团异构体 互变异构体
同分异构体 （结构异构体）
立体异构体
几何异构体 构型异构体
旋光异构体
交叉式构象 构象异构体
重叠式构象
分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体, 也叫结构异构体。
烷烃的异构现象
（一）碳架异构体 （二）构象异构体 （三）旋光异构体
锯架式
纽曼式
2) 环己烷椅式构象的特点
1. 有6个a (axial) 键，有6个e (equatorial)键。 2. 有C3对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和2,4,6平面
，两平面间距50pm） 3. 有构象转换异构体 。（K=104-105/秒） 4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
a键转变成e键，e键转变成a键； 环上原子或基团的空间关系保持。
bp：9.5℃
（二）熔点（melting point，简写mp）
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。
（3）相对分子质量相同的烷 烃异构体，分子越对称， 分子在晶格中排列越紧 密，熔点越高。
熔点高低取决于分 子间作用力和晶格 堆积的密集度
偶数碳
构象
一个已知构型的分子，仅 由于单键的旋转而引起分 子中的原子或基团在空间 的特定排列形式称为构象 。
构象异构体
单键旋转时会产生 无数个构象，这些 构象互为构象异构 体（或称旋转异构 体）。
第二节
命名
1. 碳的级
2. 普通命名法
3. 系统命名法
（ P44 表2-2，课后熟悉英文名称）
（1）烷基命名
烷烃和环烷烃自由基取代
教学目的要求
1、掌握烷烃同系列及构造异构，环己烷的构象；烷烃 和环烷烃命名法。σ键的形成和特点.
2、熟悉烷烃的熔点、沸点的变化规律烷烃卤代反应， 自由基的稳定性顺序。小环烷烃的结构特点及化学 性质.
3、了解常见烷烃及烷烃分类。
难点：构象
第一节 分类、异构
1、分类 2、烷烃的异构现象
能 量
旋转角
高级烷烃的碳链呈锯齿形
由于分子主要以交叉式构象的形式存在， 所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。
四元环
3、环烷烃的构象 （1）环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象
平面式
折叠式 转换能量 E = 6.3 KJmol-1
五元环
信封式
半椅式
（2） 环己烷的构象 1）椅式构象（优势构象）
(1) 环己烷椅式(Chair Form)构象的画法
如：
乙二醇
2-氯乙醇
注意：在化学反应中，分子不一定都 以优势构象参与反 应，影响构象稳定行 因素 除了扭转张力和范德华 力外 ，还可能有偶极-偶极相互作用和氢键等影响
2、正丁烷的构象
正丁烷的构象比较乙烷要较为复杂一些。 正丁烷的极端典型构象有四种：
全重叠式 邻位交叉 部分重叠式 对位交叉式
正丁烷的构象势能关系图
奇数碳
烷烃异构体的熔点、沸点规律
支链较多的烷烃：沸点低（分子间接触面积小）
对称性高的烷烃：熔点高（主要原因：分子在晶格 中排列紧密）
正戊烷
bp
2、作业：P45 2.5； P48 2.7
第四节 构 象
１、 乙烷的构象
（1） 表示方法
重叠式构象
交叉式构象
伞式
锯架式
纽曼式
伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物
（2）乙烷构象势能关系 图
（3）乙烷衍生物的构象
分子优势构象不一定都是对位交叉。大多数分子主要以交 叉式构象的形式存在；但在乙二醇和2-氯乙醇分子中，由 于可以形成分子内氢键，主要是以邻交叉构象形式存在。
第五节 物理性质
外 观： 状态 颜色 气味
物理常数： 沸点（bp) 折光率（n) 密度（D)
熔点（mp) 旋光度[α]λt 溶解度
偶极矩（μ） 光谱特征
一、分子间作用力
物 理 性 质
结构
沸点大小取决于微弱的范德华力
烷烃沸点的特点
（1）沸点一般很低。 （非极性，只有色散力）
（2）随相对分子质量增大而增大。 （运动能量增大，范德华引力增大）
注意与熔 点特点区 别
（3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。 （叉链多，分子不易接近）
bp：36℃
分子间接触面积小 作用力弱
分子间接触面积大 作用力强
σ键的定义
在化学中，将两个轨道沿着轨道对称轴方向重叠 形成的键叫σ键。
σ键的特点
1、电子云可以达到最大程度的重叠，所以比较牢固 。 2、σ键旋转时不会破坏电子云的重叠，所以σ键可
以自由旋转。
二. 小环烷烃的结构
张力学说的内容
当碳原子的键角偏离109°28′时， 便会产生一种恢复正常键角的力量。这 种力就称为张力。键角偏离正常键角越 多，张力就越大。
（2）、取代环己烷的构象
（１）一取代环己烷的构象 （2）二取代环己烷的构象 （3）多取代环己烷的构象
2）. 环己烷的船式构象（一般了解）
（1） 环己烷船式 (Boat form) 构象的画法
锯架式
纽曼式
(2) 环己烷船式构象的特点:
1、1,2,4,5四个碳原子在同一平面内，3,6碳原 子在这一 平面的上方。
（2）开链烷烃命名（选主链；编号；命全名 ）
（3）环烷烃命名
1）单环烃
2）稠环烃
例如
三环[3.2.1.02,4 ]辛烷
第三节 结 构
一、 烷烃的结构特征
烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 甲烷具有正四面体的结构特征。 当烷烃中的碳原子数大于3的时候,碳链 就形成锯齿形状。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ键。
小环烷烃的结构
实际上，在三元环及四元环中，碳碳键并不 是沿键轴方向重叠的σ键。而是一种非“正规”的 单键，成键的强度较弱，因而容易发生断裂。
由此可见：
（ 1 ） 键的重叠程度小，稳定性下降 。
（ 2 ） 电子云分布在两核连线的外侧，增加了试 剂进攻的可能性，故具有不饱和烯烃的性质
。
1、预习烷烃构象、烷烃和 环烷烃性质；
见书 P60实例
分子间作用力
（影响物理性质重要 因素）
色散力(又称范德华力)
氢键（影响沸点、溶解 偶极-偶极力
（瞬时偶极，有加和性，和分子间距离有关） 性、生物大分子结构）
（极性性分子之间）
烷烃是非极性分子，分子间只有微弱的色散力相互吸引。
二、沸点、熔点、相对密度和溶解度
（） 沸点（boiling point，简写bp）
有机化合物的异构现象 构造异构体
碳架异构体 位置异构体 官能团异构体 互变异构体
同分异构体 （结构异构体）
立体异构体
几何异构体 构型异构体
旋光异构体
交叉式构象 构象异构体
重叠式构象
分子式相同, 结构不同的化合物称为同分异构体, 也叫结构异构体。
烷烃的异构现象
（一）碳架异构体 （二）构象异构体 （三）旋光异构体
锯架式
纽曼式
2) 环己烷椅式构象的特点
1. 有6个a (axial) 键，有6个e (equatorial)键。 2. 有C3对称轴。（过中心，垂直于1,3,5平面和2,4,6平面
，两平面间距50pm） 3. 有构象转换异构体 。（K=104-105/秒） 4. 环中相邻两个碳原子均为邻交叉。
a键转变成e键，e键转变成a键； 环上原子或基团的空间关系保持。
bp：9.5℃
（二）熔点（melting point，简写mp）
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。
（3）相对分子质量相同的烷 烃异构体，分子越对称， 分子在晶格中排列越紧 密，熔点越高。
熔点高低取决于分 子间作用力和晶格 堆积的密集度
偶数碳
构象
一个已知构型的分子，仅 由于单键的旋转而引起分 子中的原子或基团在空间 的特定排列形式称为构象 。
构象异构体
单键旋转时会产生 无数个构象，这些 构象互为构象异构 体（或称旋转异构 体）。
第二节
命名
1. 碳的级
2. 普通命名法
3. 系统命名法
（ P44 表2-2，课后熟悉英文名称）
（1）烷基命名
烷烃和环烷烃自由基取代
教学目的要求
1、掌握烷烃同系列及构造异构，环己烷的构象；烷烃 和环烷烃命名法。σ键的形成和特点.
2、熟悉烷烃的熔点、沸点的变化规律烷烃卤代反应， 自由基的稳定性顺序。小环烷烃的结构特点及化学 性质.
3、了解常见烷烃及烷烃分类。
难点：构象
第一节 分类、异构
1、分类 2、烷烃的异构现象
能 量
旋转角
高级烷烃的碳链呈锯齿形
由于分子主要以交叉式构象的形式存在， 所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。
四元环
3、环烷烃的构象 （1）环丙烷、环丁烷和环戊烷的构象
平面式
折叠式 转换能量 E = 6.3 KJmol-1
五元环
信封式
半椅式
（2） 环己烷的构象 1）椅式构象（优势构象）
(1) 环己烷椅式(Chair Form)构象的画法
如：
乙二醇
2-氯乙醇
注意：在化学反应中，分子不一定都 以优势构象参与反 应，影响构象稳定行 因素 除了扭转张力和范德华 力外 ，还可能有偶极-偶极相互作用和氢键等影响
2、正丁烷的构象
正丁烷的构象比较乙烷要较为复杂一些。 正丁烷的极端典型构象有四种：
全重叠式 邻位交叉 部分重叠式 对位交叉式
正丁烷的构象势能关系图
奇数碳
烷烃异构体的熔点、沸点规律
支链较多的烷烃：沸点低（分子间接触面积小）
对称性高的烷烃：熔点高（主要原因：分子在晶格 中排列紧密）
正戊烷
bp
2、作业：P45 2.5； P48 2.7
第四节 构 象
１、 乙烷的构象
（1） 表示方法
重叠式构象
交叉式构象
伞式
锯架式
纽曼式
伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物
（2）乙烷构象势能关系 图
（3）乙烷衍生物的构象
分子优势构象不一定都是对位交叉。大多数分子主要以交 叉式构象的形式存在；但在乙二醇和2-氯乙醇分子中，由 于可以形成分子内氢键，主要是以邻交叉构象形式存在。