有机化学【烷烃】.pptVIP

由于烷烃分子中的σ键键能大，极性小，化学性质稳定。 一般在常温下烷烃与强酸、强碱、氧化剂、还原剂都不反应。 但烷烃的化学稳定性是相对的。 1．氧化反应： CH4＋2O2 → CO2＋2H2O △H＝－881 kJ·mol－1 2CH3CH3＋7O2 → 4CO2＋6H2O △H＝－1538 kJ·mol－1 (1) 燃烧： 化合物的燃烧热（ΔH?c）： 一个化合物在标准状态下完全燃烧生成二氧化碳和水的过程所放出的热量 ΔH?C 烷烃在空气中完全燃烧生成二氧化碳和水， 反应式如下： ΔH?c = ΔH?生成物 - ΔH?反应物 (2) 氧化剂氧化： RCH2CH2R’ + O2 RCOOH + R’COOH (20~40个C) 催化剂 制备高级脂肪酸 2．裂化反应 ： (1) 热裂化： (自由基反应) 例: (2) 催化裂化： 例: C16H34 催化剂 C8H16 C8H18 + 英文命名简介: 正丁基 异丁基 仲丁基 叔丁基 methyl(Me) ethyl(Et) propyl(Pr) butyl(Bu) 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 methane ethane propane butane 甲基 乙基 丙基 丁基 正丁烷 n-propane 异丁烷 i-propane n-butyl i-butyl sec-butyl tert-butyl 三、烷烃的结构 甲烷的四面体结构 碳原子轨道的sp3杂化 109.5o σ键的定义 （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。 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 烷烃分子中的碳都是sp3杂化。 烷烃中的碳氢键和碳碳键都是σ键。 甲烷分子中的四个C－Hσ键 四个碳氢键键长均为0.110nm 所有H－C－H的键角都是109.5° C－Hσ键的键能为414.2KJ·mol－1 σ-bond 轨道对称轴 甲烷的球棒模型(a)和比例模型(b) C－C键长为0.154nm C－H键长为0.110nm 键角也接近109.5° 键能为347.3KJ·mol－1 乙烷分子中C－Cσ键（C－Hσ键用直线表示） 乙烷的球棒模型(a)和比例模型(b) (a) (b) 碳的价键分布呈四面体型，而且碳碳单键可以自由旋转，所以三个碳以上烷烃分子中的碳链不是像构造式那样表示的直线型，而是以如下锯齿形或其它可能的形式存在。 四、烷烃的构象 构象(conformation)定义: 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。 单键旋转时会产生无数个构象，这些构象互为构象异构体(conformational isomers)。 构象异构体: 1．乙烷的构象 H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H H 重叠式构象 交叉式构象 重叠式构象 交叉式构象 （最不稳定的 （最稳定的 乙烷构象） 乙烷构象） 用透视式表示乙烷的构象 乙烷分子的纽曼投影式 锯架式 Newman 极限构象 乙烷交叉式构象与重叠式构象的能量分析 C-H 键长 C-C 键长 键 角 两面角 两氢相距 0.110 nm 0.154 nm 109.5o 60o 0.250 nm 0.110 nm 0.154 nm 109.5o 0o 0.229 nm 每个C-H、C-H重叠的能量约为4 KJ mol-1 H H H H 0.250 nm 0.240 nm 0.229 nm E重叠 E交叉 ?E=12.6KJ?mol-1 当二个氢原子的间距少于0.240 nm （即二个氢原子的半径和）时，氢原子之间会产生排斥力，从而使分子内能增高，所以重叠式比交叉式内能高。 两氢离距相比: 能量差别: 乙烷不同构象的能量变化曲线 优势构象（能量最低的稳定构象称为优势构象） (1) 在常温下能否将重叠式与交叉式构象分离?为什么？ (2) 试画出丙烷的极限构象。 问题： 2．丁烷的构象 对位