H
H
H H
H
HH H
HH
H
H
H
H
H
HH
H
HH
H
H
H
H
交叉式 重叠式
交叉式
重叠式
锯架式
Newman投影式
乙烷其它构象
的内能介于交叉式
12.6kJ/mol
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。
图2-5 乙烷分子构象的能量曲线
乙烷分子是处于交叉、重叠以及介于两者之间的无数
+ B r2
C H 3— C — B r 127℃
+ B r—2 C —H C
C3H
C3H
C3H
2-甲基-2-溴丙烷 （>99%）
2-甲基-1-溴丙烷(痕量)
溴代反应中，3°、2°、1°氢原子的相对反应活
性比为 1600 : 82 : 1 。
卤代反应活性：叔氢>仲氢>伯氢; F2 > Cl2 > Br2 > I2
·CH2Cl + Cl2
CH2Cl2 + Cl·
CH2Cl2 + Cl· ·CHCl2 + HCl
·CHCl2 + Cl2
CHCl3 + Cl·
CHCl3 + Cl· ·CCl3 + HCl
·CCl3 + Cl2
CCl4 + Cl·
➢链终止：消除自由基
Cl·+ Cl· CH3·+ CH3·
Cl2 CH3CH3
第二章烷烃和环烷烃
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
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四、烷烃的物理性质（自学）
五．烷烃的化学反应
（一）稳定性
分子中只存在C—C σ键 和C—H σ键,故烷 烃具有高度的化学稳定性。只在适宜条件下发生 自由基反应
分子中只有一个碳环结构的烷烃，称为 单环环烷烃 ，其分子通式为CnH2n 。
分类：小环（三元环、四元环） 常见环（五元环、六元环） 中环（七元环～十二元环） 大环（十二元环以上）环烷烃
（二）单环环烷烃的命名
与烷烃相似，只是在同数碳原子的链状烷烃的 名称前加“环”字。环碳原子的编号，应使环上取 代基的位次最小。
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
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（二）正丁烷的构象(绕C2—C3键旋转）
CH 3
CH 3
H
H
H
CH 3
H
H
CH 3
对位交叉式
H 3C H
H
H
H
邻位交叉式
H 3 C CH 3
H
H
H
H 3C
部分重叠式
H
H

H
H
全重叠式
H 3C H
H
H
H
H 3C
（二）取代反应
1、甲烷的卤代反应
C 4紫 C H 外 2 光 C l 3 C H 紫 C 外 2 l光 lC 2 C 2 H 紫 C 外 l2 光 lC C 3 H 紫 C 外 l2 光 ClC Cl4 4
甲烷 一氯甲烷
二氯甲烷
三氯甲烷 四氯化碳
取代反应：有机化合物分子中的氢原子（或其他 原子）或基团被另一原子或基团取代的化学反应。
卤代反应：烷烃分子中的氢原子被卤素原子取代 的反应。
2、卤代反应的机制 可分为链引发、链增长和链终止3个阶段 ➢ 链引发：形成自由基
热 或 光
C l： C l
Cl+Cl
➢链增长：延续自由基、形成产物
C H 3 — H + C l
C 3H + H
C 3H + C 2 l C+ lC 3 C H
CH3Cl + Cl· ·CH2Cl + HCl
4、烷基自由基
(1)、C: sp2 杂化
甲基、异丙基、叔丁基自由基的结构
第二章烷烃和环烷烃
（2）、基自由基的稳定性
CH3· 甲基自由基， CH3CH2· 伯(1°)， (CH3)2 CH · 仲(2°) (CH3)3 C· 叔( 3°)
(CH3)3 C·> (CH3)2 CH ·> CH3CH2·> CH3·
环丙烷
环丁烷
环戊烷
环己烷
环庚烷
环辛烷
甲基环戊烷
1，3-二乙基环己烷
1-甲基-3-叔丁基环戊烷
当环上有复杂取代基时，可将环看为取代基
CH2-CH2 -CH2 -CH-CH2 CH3
2-甲基-1-环丙基-5-环戊基戊烷
第二章烷烃和环烷烃
顺、反异构体
H 3C CH 3
H CH 3
HH
CH 3 H
顺-1，2-二甲基环丙烷 反-1，2-二甲基环丙烷
3、烷烃卤代反应的取向
C3 C H 2 C H H 3 +C 2l 光 照 C3 C H 2 C H H 2 Cl+C3 — H C3 H
2 5 ℃
Cl
1-氯丙烷（43%） 2-氯丙烷（57%）
丙烷2o氢原子与1o氢原子的相对反应活性为：
2 1o o氢 氢原 原=子 子 5 47 3= //2 641
二．环烷烃的结构与稳定性
（一）拜尔（A.von Baeyer）张力学说
要点：①成环碳原子处于同一平面上，②键 角偏离109028`的角度越大，则角张力也越 大，环就越不稳定。 角张力：由于键角的偏转使分子内部产生的 张力。
叔( 3°) 仲(2°)
伯(1°) 甲基自由基
问：下列自由基稳定次序？ CH3C• HCH3 CH3CH2CH2•
A
B
CH3C• CH3
CH3
C
C>A>B
第二节 环烷烃
一．环烷烃的分类和命名
（一）环烷烃的分类
环烷烃：链状烷烃碳链的首尾两个碳原子 以单键相连，所形成的具有环状 结构的烷烃。
根据环烷烃分子中所含的碳环数目，可 分为单环、双环和多环环烷烃。
部分重叠式
H 3 C CH 3
H
H
H
H
CH 3 H
CH 3
H
H
H
部分重叠式
邻位交叉式
CH 3
H
H
H
H
CH 3
CH 3
H
CH 3
H
H
H
CH 3 CH 3 H
H
H
H
CH 3
H
H
H
H
CH 3
稳定性次序: 对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式
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。
氯代反应的实验结果表明：室温下3°、2°、 1°氢原子的相对活性之比为5：4：1.
➢ 溴代反应
C 3 C H 2 C H H 3 + B r2
光 照C 3 C H 2 C H H 2 Br +C 3 C HH 3
1 2 7 ℃
B r
1-溴丙烷（3%）
2-溴丙烷 （97%）
C3H
光 照
C3H
C3H
C H 3— C — H
三．烷烃的构象异构 构象：由于碳碳单键的旋转，导致分子
中原子或原子团在空间的不同排列方式。 构象异构体：因单键的旋转而产生的异构体。
构象异构体的分子构造相同，但其空间排 列不同，故构象异构是立体异构中的一种。
（一）乙烷的构象
H
H
H
C
H
C
H
H
第二章烷烃和环烷烃
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乙烷的两种典型的构象——重叠式和交叉式，常 用两种三维式表示，即锯架式和Newman投影式。