[化学]有机化学 第二章 饱和烃烷烃 教材.pptVIP

烃的概念及烷烃的同系列 同分异构 命名 结构 物理性质 化学性质 自然界的烷烃(阅读) 三 烷烃的命名 普通命名法简单方便，但只能适用于构造比较简单的烷烃。 烷基 名称 通常符号 （三）系统命名法（IUPAC命名法） 2. 主链的编号 四 烷烃的构型 五 烷烃的构象 构象—构造一定的分子，通过单键的旋转而产生的分子中各原子在空间的不同排布称为构象。 1、 乙烷的构象 C-C单键旋转可产生无数种空间构象 两种极端构象：重叠式， 交叉式 构象的稳定性 [分析乙烷两个极端构象] 排斥力最大 排斥力最小 内能高 内能低 非键连相互作用力：不直接相连的原子间的作用力。 构象的稳定性与内能有关。内能低,稳定；内能高,不稳定。 内能最低的构象称优势构象。 其它构象的内能介于这两者之间。 0.23nm 0.25nm 　　交叉式构象为乙烷的优势构象 重叠式比交叉式的能垒（扭转能）高12.5KJ/mol（p29图2-10）。 　　单键旋转的能垒一般为12-42KL/mol，在室温时，乙烷分之中的C-C键能迅速的旋转，构象异构体处于迅速转化的动态平衡中。因此不能分离出乙烷的某一构象。在低温时，交叉式增加。(如乙烷在-170℃时，基本上是交叉式) 乙烷构象势能关系图 0o 60o 180o 120o 240o 300o 360o E 重叠式 交叉式 12.5kJ·mol-1 2、 正丁烷的构象 绕C-2和C-3之间的σ键旋转，形成的四种典型构象。 对位交叉式 邻位交叉式 全重叠式 部分重叠式 构象稳定性： 对位交叉式 邻位交叉式 部分重叠式 全重叠式 室温下，正丁烷构象异构体处于迅速转化的动态平衡中， 不能分离。最稳定的对位交叉构象是优势构象。 稳定性次序：ap sc ac sp。 0o 60o 180o 120o 240o 300o 360o E ap ac sc sp ac sc ap 14.6kJ·mol-1 18.4~25.5kJ·mol-1 3.3~3.7kJ·mol-1 1、状态 常温、常压(0.1MPa) C5～C16：液态 C1～C4：气态 ＞C17： 固态 直链烷烃 2、沸点（b.p） （1） 直链烷烃 M↑，b.p↑；己烷：68.9℃，庚烷：98.4℃ 解释： 六 烷烃的物理性质 分子间力(Van der Waals)： 静电引力 诱导力 色散力(烷烃 μ=0) 而：色散力 ∝ 共价键数目(即C—C、C—H) 支链↑，b.p↓。 解释：色散力是近距离较大。 （2）支链烷烃(同分异构体) 支链数相同：对称性↑，b.p↑； 小结：沸点高低的判断方法 A：数碳原子数目——数目↑，b.p↑； B：碳原子数目相同——支链↑，b.p↓； C：支链数目相同——对称性↑，b.p↑； 3、熔点(m.p) （1）直链烷烃 M↑，m.p↑ (C3以后)。 由此可见：含偶数C，m.p↑的多； 含奇数C，m.p↑的少。 从而形成了“偶上奇下”两条曲线。 解释： 在晶体中，分子间作用力不仅取决于分子的 大小，还于晶体中晶格排列的对称性有关。 含偶数碳原子的碳链具有较好的对称性，晶 格排列紧密。 （2） 同分异构体 支链M↑，m.p↓(不利于晶格的紧密排列)。 对称性↑，m.p↑； 高度对称的异构体—— m.p ＞ 直链异构体—— m.p 。 4、相对密度： 分子量↑，密度↑，但＜1 支链↑，密度↓。 有机物的质量与同体积水的质量比，是无单位的量。 [最后趋近于最大值0.78(20℃)] 5、溶解度 烷烃都不溶于水，能溶于有机溶剂。“相似者相溶” 七 烷烃的化学性质 　烷烃的化学性质稳定（特别是正烷烃）。在一般条件下（常温、常压），与大多数试剂如强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂及金属钠等都不起反应，或反应速度极慢。 原因： （1） 其共价键都为σ键，键能大 　　　　　　　C-H 390~435KJ/mol C-C 345.6KJ/mol 　　　 （2）分子中的共价键不易极化 　　　　　　 （电负性差别小C2.5， H2.2） 　　但稳