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* 人民卫生电子音像出版社 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 三、烷烃的构象异构(conformational isomerism) 1. 乙烷的构象 因单键旋转而使分子中原子或基团在空间产生不同的排列形象称为构象。每一种空间排列形象就是一种构象, 因构象不同而产生的异构现象称构象异构。 上页 下页 首页 邓健 制作 张静夏 审校 乙烷的两种典型构象 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 人民卫生电子音像出版社 构象的表示方法：锯架式和纽曼投影式 交叉式 重叠式 锯架式 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 邓健 制作 张静夏 审校 交叉式(Staggered) 重叠式(Eclipsed) Newman投影式 60° 0° 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 人民卫生电子音像出版社 227 289 249 306 构象的能量分析：非键合的两原子或基团等于或大于范德华半径之和时, 二者间以弱的引力相互作用 ,体系能量较低；如果接近到这一距离以内,斥力就会急剧增大,体系能量升高。 一些原子或基团的范德华半径(pm) H C N O Cl CH3 120 150 150 140 180 200 乙烷的重叠式内能最高，最不稳定，而交叉式内能最低，最为稳定。这种构象称为优势构象。 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 邓健 制作 张静夏 审校 12.5kJ/mol 乙烷其它构象的内能介于交叉式与重叠式之间。随着乙烷分子中两个碳原子绕单键的相对旋转，能量不断变化。 乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数构象的动态平衡混合体系, 但各种构象体存在的比率不同。 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 人民卫生电子音像出版社 正丁烷各种构象的能差不大, 室温下可迅速转化, 正丁烷实际上是各种构象异构体的混合物, 但对位交叉式为优势构象, 约占70%, 邻位交叉式约占30%, 其他构象所占比例极小。 全重叠式 邻位交叉式 部分重叠式 对位交叉式 2. 丁烷的构象 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 邓健 制作 张静夏 审校 当正烷烃碳原子数增加时，尽管构象也随之更复杂，但仍然主要以对位交叉式构象状态存在。所以直链烷烃绝大多数是锯齿形的。如正戊烷主要以第 1 种构象形式存在，第 3 种为全重叠构象，最不稳定。 正戊烷在液态和气态碳架运动的几种形式 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 人民卫生电子音像出版社 高碳数正构烷烃的优势构象: 相邻碳的结构均为对位交叉 癸烷 C10H22 二十烷 C20H42 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(三、构象异构) 上页 下页 首页 邓健 制作 张静夏 审校 四、烷烃的物理性质 (熔点、沸点、比重、溶解性等) 碳原子数 直链烷烃的熔点和沸点与分子中碳原子数的关系 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(四、物理性质) C1~C4为气体 C5~C16为液体 ≥C17 固体 上页 下页 首页 人民卫生电子音像出版社 在同分异构体中, 分支程度越高, 沸点越低。因为烷烃分子中支链的存在会影响分子间的相互靠近, 减弱分子间的引力(主要是短距离作用的色散力), 使沸点随之降低。 bp(℃) 36.1 27.9 9.5 第二章 烷烃和环烷烃 第一节 烷烃(四、物理性质) 上页 下页 首页 邓健 制作 张静夏 审校 支链烷烃的熔点也比相应的直链烷烃低，但高度对称的支链烷烃其熔点却异乎寻常的高，这是因为分子的对称性越高，在晶体中排列越紧密。 mp(℃) -129.8 -159.9 -16.8 第二章 烷烃和环烷烃