大学有机化学饱和烃课件.ppt

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1、第二章饱和烃(烷烃)(一)烷烃的通式和构造异构(二)烷烃的命名(三)烷烃的结构(四)烷烃的物理性质(五)烷烃的化学性质(六)烷烃的主要来源和制法本章重点：①烷烃的命名；②甲烷的结构，sp3杂化与四面体构型；③氢原子的活泼性：3H＞2H＞1H；自由基的稳定性：3＞2＞1＞CH3·。(二)烷烃的命名(1)烷基的概念(甲)伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢(乙)烷基(2)烷烃的命名(甲)普通命名法(乙)衍生物命名法(丙)系统命名法(1)烷基的概念(甲)伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢烷烃分子从形式上去掉一个氢原子所剩下的基团叫做烷基，用R-表示。如：(乙)烷基(2

2、)烷烃的命名(甲)普通命名法普通命名法——亦称为习惯命名法对直链烷烃，叫正某(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二)烷。(丙)系统命名法2-甲基戊烷最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。六个碳原子,4个支链6个碳原子，2个支链选择红色为主链2,2,5-三甲基-3-乙基己烷最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。绿色编号正确3,3,4-三甲基己烷例：最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。3-甲基-4-乙基己烷例：最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。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<

3、异丁基<异丙基。(三)烷烃的结构碳原子轨道的sp3杂化(2)σ键的形成及其特性(3)乙烷的构象(4)丁烷的构象(三)烷烃的结构(1)碳原子轨道的sp3杂化4个sp3杂化轨道间取最大的空间距离为正四面体构型，键角为109.5°(动画，sp3杂化碳)。构型——原子在空间的排列方式。(2)σ键的形成及其特性∵CH4中的4个杂化轨道为四面体构型(sp3杂化)∴H原子只能从四面体的四个顶点进行重叠(因为顶点方向电子云密度最大),形成4个σsp3-s键。（动画）σ键——电子云围绕两核间连线呈圆柱体的轴对称,可自由旋转。(四)烷烃的物理性质(1)沸点烷烃的b.p随分子量的↑而有

4、规律地↑同分子量时，支链较多，沸点较低。(2)熔点总趋势是分子量↑，m.p↑。(五)烷烃的化学性质(1)取代反应(甲)卤化反应(乙)卤化反应的机理(丙)卤化反应的取向与自由基的稳定性(丁)反应活性与选择性(戊)其它取代反应A．硝化反应B．氯磺酰化反应(2)氧化反应(甲)完全氧化反应(乙)部分氧化反应(3)异构反应(4)裂化反应(1)取代反应(甲)卤化反应在漫射光、热或某些催化剂作用下，氢被氯取代：控制甲烷与氯气的体积比或控制反应时间，可控制产物的氯代程度。根据反应事实，对反应做出的详细描述和理论解释叫做反应机理。(乙)卤化反应的机理甲烷氯代反应历程如下：链引发的特

5、点是只产生自由基不消耗自由基。……链增长的特点是：消耗一个自由基的同时产生另一个自由基。链终止的特点是只消耗自由基而不再产生自由基。只有在大量甲烷存在时才能得到一氯甲烷为主的产物。当CH3Cl达到一定浓度时，·Cl可与之反应，生成CH2Cl2，进而有CHCl3、CCl4生成。烷烃－卤化反应的取向与自由基的稳定丙烷的氯代反应如下：设伯氢的活泼性是1，仲氢的活泼性x，则有：即仲氢的氯代反应活性是伯氢的4倍。即叔氢原子的氯代反应活泼性是伯氢原子的5倍。异丁烷的氯代反应如下：所以，烷烃中氢原子的活泼性顺序是：叔氢＞仲氢＞伯氢！自由基的稳定性顺序：3＞2＞1＞CH3

6、·(丁)反应活性与选择性不同卤素与烷烃进行卤化反应的活性顺序为：烷烃的溴代反应较氯代反应放热少、速率慢、选择性高：反应活性越大，其选择性越差。溴原子取代活性较大的氢原子，比取代活性较小的氢原子相对容易些。不同卤原子与不同氢原子反应的相对速率(以伯氢为标准)如下：以上的数据说明：烷烃卤化时，卤原子的选择性是I＞Br＞Cl＞F。本章重点：①烷烃的命名；②甲烷的结构，sp3杂化与四面体构型；③氢原子的活泼性：3H＞2H＞1H；自由基的稳定性：3＞2＞1＞CH3·。