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有机化学-烷烃


500℃
1
2
CH3 CH2
3
4
5
6
CH CH CH2 CH3
CH3 CH2
CH3
3-甲基-4-乙基己烷
若有相同编号, 则小基团先编号
次序规则: 甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<己基<异戊基< 异丁基<异丙基
3)书写命名
a.依次写出取代基的位次、名称、主链名称。
b. 按“次序规则”列出取代基 。
c.相同取代基合并表示。
溶剂; • 密度:比水小。
五、烷烃的化学性质
• 烷烃为非极性分子,C-C和C-H的σ键键能较高, 不易极化,故常温下烷烃不活泼。
• 因其稳定而应用:石油醚做溶剂、凡士林做润 滑剂和药膏,石蜡做药物基质。
1. 氧化反应
1)燃烧 :激烈氧化 沼气 例: CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O+890kJ.mol-1 沼气、天然气、液化气、汽油、柴油的燃烧均数 烷烃的燃烧
CH3(CH2)6CH3
正辛烷
CH3(CH2)10CH3
正十二烷
CH3 , CH3CH2
甲基
乙基
Methyl Ethyl
(Me)
(Et)
, CH3CH2CH2
丙基
Propyl (Pr)
CH3CHCH3
异丙基
Isopropyl (i-Pr)
丁基
仲丁基
叔丁基
2.系统命名法
1)选择分子中最长的碳链为主链,根据主链 所含碳原子数定为“某烷”,将支链作为取 代基。
1
2
3
4
5
6
CH3 CH2 CH CH CH2 CH3
CH3 CH2
CH3
取代基的名称
3-甲基-4-乙基己烷
取代基的位次
母体名称
1
2
3
4 5 CH2C6H2CH73
8
9
CH3 CH2 CH2 CH CH CH2 CH2 CH2 CH3
CH CH3
CH3
5-丙基-4-异丙基壬烷
9 8 76 5 4
CH3 CH2 CH CH2 CH2 CH CH2 CH3
4,4-二甲基庚烷
4-异丙基庚烷
三、烷烃的结构
1.甲烷的立体构型
凯库勒模型 斯陶特模型 四个碳氢键长相等,键角相等(109.5°)
2. 甲烷的分子结构 • 碳原子的电子排布式:1S22S22P2 • 碳原子的电子排布图:1S 2S 2P
↑↓ ↑↓ ↑ ↑
2S上的2个电子已经配对,只有2P上两个 单电子,如何与4个氢原子结合??
第二章 链烃
概念
烃:由碳、氢两种元素组成的有机化合物 链烃:分子中碳原子连接成链状的烃
烃的主要来源
天然气 甲烷(主要)、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷 石 油 各种烃的混合物:
汽油 C5-11,煤油C11-15, 柴油C15-18, 润滑油C16-20, 石蜡C18-30, 沥青C30-40
煤 芳香பைடு நூலகம்等
不在一条直线上。
CH2
CH3
CH3
丙烷
CH2
CH2
CH3
CH2
CH3
键线式:
戊烷
如:己烷
CH3
构造式:CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CHC3H3 C
H2 C CH3
CH3
简式:CH3CH2CH2CH2CH2CH3 (CH3)3CCH2CH3
C
碳干式:C-C-C-C-C-C
CCCC
C
键线式:
6个碳,4支链 6个碳,2支链
若几条等长时,选择支链较多的
2)从距支链较近一端开始,给主链碳原子编号。
2-甲基丁烷
C H3
4
3
2
1
C H3
CH 3
C 4
C
5
H
2
C
6
H3
5 C2H2 C H3
6 C1H 3
3+绿3+色4=编10号正确3+4+4=11
若主链连有2或2个以 上取代基时,主链序 号应使支链位次尽可 能低;
26
写出5个碳的烷烃的所有名称和结构式(请学生练习)
四、烷烃的物理性质
• 聚集状态:1-4个C的直链烷烃是气体;5-16个C的 直链烷烃是液体,17个以上的是固体;
• 沸点:直链烷烃沸点随分子量增加有规律的升高, 低级烷烃的沸点相差较大;
• 熔点:随分子量增加而增高; • 溶解度:不溶于水,易溶于非极性或弱极性有机
第一节 烷 烃
一、烷烃的定义、同系列和同分异构现象
1. 烷烃的定义、同系列
定义:由碳和氢两种元素组成的饱和链烃称为烷烃 通式:CnH2n+2
同系列:具有同一分子通式和相同结构特征的 一系列化合物
同系物: 同系列中的化合物互称同系物
同系差:相邻两同系物之间的组成差别。烷烃同 系物的系差为CH2
sp3杂化轨道的形成
跃迁
sp3杂化
2p 2s
2p 2s
sp3
每个sp3杂化轨道含1/4 s 成分和 3/4 p成分
sp3杂化轨道形状
• 甲烷分子中,4个氢原子与杂化轨道形成4个 等同的碳氢σ键。
• 由于4个碳氢σ键的组成和性质相同,所以甲 烷分子为正四面体。
3. 烷烃的分子结构
• 含多碳原子的烷烃,所有的碳原子都是sp3杂化; • C-C的键角均在109°左右,故长链烷烃的碳原子
1°CH3
1°CH3
二、烷烃的命名
1. 普通命名法 1)含10个或10个以下碳原子的直链烷烃,
用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、 癸表示碳原子数目,后加“烷”字
2)含10个以上碳原子的直连烷烃,用小写 中文数字表示碳原子数目 如正十二烷
3)对于含支链的烷烃,在“某烷”前加一 个汉字来区别 如:三甲基-戊烷
321
CH3
CHCH2CH3
CH3
3,7-二甲基-4-乙基壬烷
烷烃系统命名的口诀
(1)选主链(最长碳链),称某烷。 (2)编碳位(最小、最多定位),定支链。 (3)取代基,写在前,注位置,短线连。 (4)不同基,简到繁,相同基,合并算。
下列烷烃的系统命名中,哪些应予改正?
3-甲基戊烷
2,3-二甲基戊烷
2. 烷烃的同分异构现象
碳(氢)原子的类型
伯碳(1°):只与1个其他碳原子直接相连, 一级碳原子 仲碳(2°):只与2个其他碳原子直接相连, 二级碳原子 叔碳(3°):与3个其他碳原子直接相连, 三级碳原子 季碳(4°):与4个其他碳原子直接相连, 四级碳原子
1°CH3 C1°H3—C2°H2—C3°H—C2°H2—C4—°C1H°3
2)控制氧化
某些金属催化剂可将烷烃氧化成有价值的工 业产品,控制条件时,烷烃可部分氧化为烃的 含氧衍生物。
例:
RCH2CH2R’+2O2
石蜡
MnO2
107~110℃
RCOOH+R’COOH
工业上用此反应得到含12~18个C的高级脂肪酸 来代替天然油脂生产肥皂。
2. 裂化
• 烷烃在隔绝空气的条件下加强热,C-C或CH断裂生成较小的分子,这种反应称为热裂 化。
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