H
H
H
CH3
3 .8
CH3
H 3C
H
H
H
H
3 .8
CH3
H
CH3
H
H
H
CH3
H
H
H
H
CH3
0
60 120 180 240 300 360
d eg rees o f ro tatio n
四种构象稳定性次序： 对位交叉 > 邻位交叉 > 部分重叠 > 全重叠
③ 其它烷烃的构象
例 ： 画 出 化 合 物 H 3 C 2C H 3 B r的 所 有 交 叉 式 和 重 叠 式 构 象 H3 B r H
HH3C3C
Br Br 60o
H H
H3C H
CH3
Br
2 3
Br H
60o H3CH C2转
Br CH3
Br H
60o H3C
H
Br
60o H3BCr
Br H 60o
H3C
Br Br
Br
CH3
H
HCH3
H3C
H
H
练习：写出围绕戊烷C1~C2和围绕戊烷 C2~C3之间σ键旋转的典型构象，用纽 曼投影式和锯架式表示，并指出其优势
三、同分异构现象 链异构
结构异构 位置异构 （构造异构） 官能团异构
立体 异构
构象异构 构型异构
1. 碳链异构
➢ C1~C3烷烃无异构现象 ➢ C4 以上烷烃出现同分异构现象
C4H10 C5H12 C6H14 C20H42
同分异构体数 2 3
5 366,319
碳原子的四种类型
1 H（伯氢）
H
F
Cl
H
F
H
F
四、 烷烃的命名
普通命名法
用于简单化合物的命名
IUPAC命名法（系统命名法） IUPAC: 国际纯粹与应用化学联合会 International Union of Pure and Applied Chemistry
109.5o
H
C-H 键: S-SP3 , C-C 键: SP3-SP3
2、σ键：轨道沿键轴的方向头碰头 重叠（交盖）而成。
σ键可以任意旋转。
结 晶 状 ： C H 3 C H 2C H 2 C H 2 C H 3
气 、 液 ：
习 惯 写 直 链 ： C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
2 H（仲氢）
H 3 CC H 2 C H 2 C H 3
1 C（伯碳，一级碳） 2 C （仲碳，二级碳）
primary carbon
secondary carbon
H3C
CH3 3 H（叔氢）
CH CH3
3 C （叔碳，三级碳） tertiary carbon
CH3 H3C C CH3
CH3
4 C （季碳，四级碳） quaternary carbon
（仲自由基） （叔自由基）
C H 3
H 3 CC H 2 C H 2 C H 2
H 3 CC C H 3
1碳负离子 （伯碳负离子）
3碳正离子 （叔碳正离子）
2. 构象异构
构象是一个分子在空间的立体形象。 因C-C单键的旋转而使分子内非键合 原子或原子团出现不同的空间排列方 式叫构象异构。
描述立体结构的几种方式
碳氢化合物（C、H）
Hydrocarbon （烃）
链烃: 烷烃. 烯烃. 炔烃
烃｛
环烃: 脂环烃. 芳香烃
Chapter 2 Alkanes and Cycloalkane
第二章 烷烃和环烷烃
第一节 烷烃 一、通式与同系列: CnH2n+2 二、烷烃的结构
C-H单键、C-C单键，C为SP3杂化， 空间正四面体形状。
60o
H
3
H
H
2H
CH3
1
对位交叉式
H
60o
CH3
60o
H
H
H3C
H
CH3
H3C
H
H
H
H
部分重叠式 邻位交叉式
丁烷构象转换与势能关系图
potential energy (KJ/mol)
H CH3
H
H
H 3C
H
CH3 CH3
H
H
H
H
H CH3
H
H
H
CH3
2 2 .6
1 4 .6
1 4 .6
CH3
H
skewed conformer
eclipsed conformer
原子间距离最远 内能较低 （最稳定）
键电子云排斥， von der waals排斥力， 内能较高（最不稳定）
小于两个H 的von der waals 半径 （1.2Å）之和，有 排斥力
H 2.3 Å H
C H
H
C H
H
乙烷构象转换与势能关系图
HH 1 HH HH
potential energy (KJ/mol)
1 2 .1
H
HH 1
H
H
H
H H 1H
H
H
H
0
60
120
d e g re es o f ro tatio n
② 丁烷的构象
CCHH33
60o
H
H
H
H
CH3
H
CH3
60o
H CH3
H
H
H
H
H
H
CH3
全重叠式
邻位交叉式
部分重叠式
4CH3
H
1 C H H
H H
C 2
H
伞形式
H2 H H
H H 1H
H H 2H 11
H
H
H
锯架式 透视式
Newman投影式
① 乙烷的构象
60o
<60o
H H2H C1旋 转 H H2H C1旋 转
1 1
1 1
H
H
H H
H
H
H H 112H H H H
交叉式构象
扭曲式构象
重叠式构象
staggered conformer
构象。
C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 C H 3
C1~C2: CH3-CH2RR=C3H7
H
H
2
C3H7
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
60o
3
H
H
H
H H
H H
H C3H7
C2~C3:
CC2
H H
5 3
H
H
H
H
C H 3 C H 2 -C H 2 C 2 H 3
CH3
60o
H
C2H5 60o
H
H
H
H CH3
60o
H
H
H
C 2H 5
4C H 3
H
H
H
H
C 2H 5
练习：把下列三个透视式写成纽曼投影 式，并判断它们是不是同一化合物。
H
H
H
H
H
H
Cl H
FH
Cl H
Cl
F
Cl
H
H
Cl
Cl
F
H
H
F
Cl
Cl
H
H
Cl
F
H
Cl
Cl
H
F
Cl
H
练习：把下列纽曼投影式写成透视式， 并判断它们是不是同一化合物。
H
Cl
F
Cl
Cl
1. SP3杂化
C: 1S22S22P2
2 2Px 2Py 2Pz 2S
激发
2P 2P 2P 2S
杂化
3
SP
33
SP SP
3
SP
SP3杂化轨道
C
空间正四面体结构 键角：109.5°
甲烷(CH4)的 成键示意图
1.09 Å
H
键(sp3-s)
C
H H
C-H σ 键: S-SP3沿键轴方向重 叠
➢ 分析下列化合物所含碳原子种类
H3C CH2 CH2 CH2 CH3
H3C
CH3 CH CH2
CH3
CH3
CH3
H3C CH CH2 C CH3
CH3
➢ 碳原子种类的扩展
H 3 CC H 2C H 2
C H 3 H 3 CC HC H 3 H 3 CCC H 3
1自由基 （伯自由基）
2自由基
3自由基