【正文】
自由基反應大多可被光照、高溫、過氧化物所催化,一般在氣相或非極性溶劑中進行。對某一個反應可能提出不同的機理,其中能夠最恰當?shù)卣f明實驗事實的,被認為是最可信的,而那些與實驗事實不太相符的機理則需要進行修正或補充。 C H 4 + C l 2 C H 3 C l + H C l漫 射 光高碳烷烴的氯代反應在工業(yè)上有重要的應用。 室溫下 ,烷烴不與強酸、強堿、強還原劑 (Zn+HCl、 Na+C2H5OH)、強氧化劑 (KMnO K2Cr2O7)起反應或反應很慢。 原因:“相似相溶”,烷烴極性小。 (P26圖 211) 原因: 烷烴在結(jié)晶狀態(tài)時,碳原子排列很有規(guī)律,碳鏈為鋸齒形: 分子間距離緊湊,分子間力大,晶格能高 分子間距離松散,分子間力小,晶格能低 ② 烷烴的熔點變化除與分子量有關(guān),還與分子的形狀有關(guān)。 C) 原因:支鏈多的烷烴體積松散,分子間距離大,色散力小。支鏈越多,沸點越低。 C C15H32 176。例: CH4 162176。 。 重疊式 : 能量高 , 不穩(wěn)定 (因非鍵張力大 ), 一般含 % 交叉式 : HHH HHHHHHHH H注意: 室溫下不能將乙烷的兩種構(gòu)象分離,因單鍵旋轉(zhuǎn)能壘很低 (~ ) 能 量 低 , 穩(wěn) 定 ( 各 氫 原 子 相 距 最 遠 , 非 鍵 張 力 小 ) ,一 般 含 9 9 . 5 %以能量為縱坐標,以單鍵的旋轉(zhuǎn)角度為橫坐標作圖,乙烷的能量變換曲線如下: (4) 丁烷的構(gòu)象 CH 3CH 3HHHHHHHHCH 3CH 3HHHHCH 3CH 3對位交叉式 部分重疊式 鄰位交叉式I II I I I0。 (3) 乙烷的構(gòu)象 構(gòu)象 —— 由于圍繞 CC單鍵旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的分子中各原子或原子團在空間的排列方式 。 ( 動畫 ) σ鍵 —— 電子云圍繞兩核間連線呈圓柱體的軸對稱 ,可自由旋轉(zhuǎn)。 (動畫 , sp3雜化碳 )。例: 2 , 2 , 4 三 甲 基 戊 烷C H 3 C C H 2 C H C H 3C H 3C H 3C H 32 , 5 二 甲 基 3 , 4 二 乙 基 己 烷C H 3 C H 2 C H C H C H 2 C H 3C H C H 3C H 3C HC H 3C H 3e. 復雜情況(不常見,不常用) 3 , 3 二 甲 基 4 乙 基 5 ( 1 , 2 二 甲 基 丙 基 ) 壬 烷C H3C H2C C H C H C H2C H2C H2C H3C H3C H3C H2C H3C H C H3C H C H3C H3(三 ) 烷烴的結(jié)構(gòu) (1) 碳原子軌道的 sp3雜化 (2) σ鍵的形成及其特性 (3) 乙烷的構(gòu)象 (4) 丁烷的構(gòu)象 (三 ) 烷烴的結(jié)構(gòu) (1) 碳原子軌道的 sp3雜化 C: 2s 2p2 2實驗事實: ① CH2性質(zhì)極不穩(wěn)定,非?;顫姡行纬?4價化合物的傾向; ② CO也很活潑,具有還原性,易被氧化成 4價的 CO2,而 CH4和 CO2的性質(zhì)都比較穩(wěn)定; ③ CH4中的 4個 CH鍵完全相同。 從距離取代基最近的一端開始編號 ,用阿拉伯數(shù)字表示位次 。例: CC CC C CCC新庚烷異己烷CH 3 C C H 2 C H 2 C H 3CH 3CH 3CH 3 C H C H 2 C H 2 C H 3CH 3C C CCC C CC C C CC C CC C C CC正 辛 烷 正 十 一 烷(乙 ) 衍生物命名法 ? 衍生物命名法適用于簡單化合物 。 如: (乙 ) 烷基 烷烴分子從形式上去掉兩個氫原子所剩下的基團叫做亞烷基。叔碳,4 C。 H) ? 連在仲碳上氫原子叫仲氫原子 (二級氫 , 2176。 表示 ? 與二個氫原子相連的碳原子 ,叫仲碳原子 (第二碳原子 、二級碳原子 ),用 2176。 C。 同分異構(gòu)現(xiàn)象 —— 分子式相同,結(jié)構(gòu)式不同的現(xiàn)象。 舉例 :甲烷 、 乙烷 、 丙烷 、 丁烷 … 均屬烷烴系列 。 (注意:此定義涉及了兩個概念 , 通式 、 同系列 ) ? 通式 —— 表示某一類化合物分子式的式子 。 烷烴 —— 碳原子完全被氫原子所飽和的烴 。 烴 —— 分子中只含有碳和氫兩種元素的有機化合物 。 定義: ? 烷烴 —— 符合通式 CnH2n+2的一系列化合物 。 同系物化學性質(zhì)相似 , 物理性質(zhì)隨分子量增加而有規(guī)律地變化 。 同分異構(gòu)體 —— 分子式相同,結(jié)構(gòu)式不同的化合物。 138 C。 (二 ) 烷烴的命名 (1) 烷基的概念 (甲 ) 伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氫 (乙 ) 烷基 (2) 烷烴的命名 (甲 ) 普通命名法 (乙 ) 衍生物命名法 (丙 ) 系統(tǒng)命名法 (二 ) 烷烴的命名 (1) 烷基的概念 (甲 ) 伯 、 仲 、 叔 、 季碳及伯 、 仲 、 叔氫 ? 與三個氫原子相連的碳原子 ,叫伯碳原子 (第一碳原子 、一級碳原子 ),用 1176。 表示 ? 連在伯碳上氫原子叫伯氫原子 (一級氫 , 1176。仲碳,3 C。伯碳,C H3C H3C H 3 C H 3 C H 2 C H 3 C H 2 C H 2 C H 3 C HC H 3C H 3 C H 2 C H 2 C H 2甲 基 乙 基 正 丙 基 異 丙 基 正 丁 基異 丁 基 仲 丁 基 叔 丁 基 新 戊 基C H C H 2C H 3C H 3C HC H 3C H 3 C H 2C H 3 CC H 3C H 3C H 3 C C H 2C H 3C H 3 烷烴分子從形式上去掉一個氫原子所剩下的基團叫做烷基,用 R表示。 例: 對有支鏈的烷烴:有 結(jié)構(gòu)片斷者叫異某烷; 有 結(jié)構(gòu)片斷者叫新某烷。如 : b. 有支鏈時 :取最長碳鏈為主鏈 ,對主鏈上的碳原子標號 。例如: C H 3 C H 2 C H 3C H 3C H 3 C H 2 C C H C H 2 C H 2 C H 3 3 , 3 二 甲 基 4 乙 基 庚 烷d. 其它情況 i. 含多個長度相同的碳鏈時 , 選取代基最多的鏈為主鏈: ii. 在保證從距離取代基最近一端開始編號的前提下,盡量使取代基的位次和最小。 ② 4個 sp3雜化軌道間取最大的空間距離為 正四面體 構(gòu)型 ,鍵角為 176。 激發(fā) 雜化( 線性組合)4 個 s p 雜化軌道3雜化的結(jié)果: (2) σ鍵的形成及其特性 ∵ CH4中的 4個雜化軌道為四面體構(gòu)型 (sp3雜化 ) ∴ H原子只能從四面體的四個頂點進行重疊 (因為頂點方向電子云密度最大 ),形成 4個 σsp3s鍵 。 乙烷、丙烷、丁烷中的碳原子也都采取 sp3雜化: 乙 烷C CHHHHHH s3?s p? s p 3 s p 3 丁烷 σ鍵的特點 : ① σ鍵電子云重疊程度大 ,鍵能大 ,不易斷裂; ② σ鍵可自由旋轉(zhuǎn) (成鍵原子繞鍵軸的相對旋轉(zhuǎn)不改變電子云的形狀 ); ③ 兩核間不能有兩個或兩個以上的 σ鍵。 最典型的有兩種:重疊式和交叉式。60 1 2 0CH 3HH HHH 3 CHHHHCH 3H 3 CCH 3HHHHH 3 C全重疊式 鄰位交叉式 部分重疊式IV V VI。