【正文】 45 4. 烷烴自由基的構(gòu)型與穩(wěn)定性 甲基、異丙基、叔丁基自由基的結(jié)構(gòu) 中心碳原子為 sp2雜化 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第一節(jié) 烷烴 (五、化學(xué)性質(zhì) ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 46 不同類型的 C— H鍵離解能不同，離解能越小，生成的自由基穩(wěn)定性越大。 2176。 RCH2R3C 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第一節(jié) 烷烴 (五、化學(xué)性質(zhì) ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 47 *5. 活化能與過(guò)渡態(tài) 進(jìn)一步觀察氯原子進(jìn)攻甲烷這步反應(yīng)： Cl △ H=+4kJmol1 根據(jù)反應(yīng)熱的計(jì)算，或許可預(yù)期，只要提供 4kJ 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第一節(jié) 烷烴 (五、化學(xué)性質(zhì) ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 48 反應(yīng) Br 的活化能為 75kJ 反應(yīng)物與過(guò)渡態(tài)的能量差即為活化能 。 但實(shí)際上必須提供 17kJ 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第一節(jié) 烷烴 (五、化學(xué)性質(zhì) ) 能量反應(yīng)進(jìn)程過(guò)渡態(tài)： H3C…H…Cl過(guò)渡態(tài)： H3C…H…Br能量過(guò)渡態(tài)：… …過(guò)渡態(tài)：… …上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 49 環(huán)烴又稱 閉鏈烴 ，為碳骨架成環(huán)狀結(jié)構(gòu)的一類碳?xì)浠衔?。英文名加詞頭 cyclo (二 ) 命名 1甲基 3叔丁基環(huán)戊烷 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (一、分類命名 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 52 當(dāng)環(huán)上有復(fù)雜取代基時(shí)，可將環(huán)作為取代基命名。 其中橋碳鏈的交匯點(diǎn)原子稱為 橋頭碳原子 。 橋頭碳原子 橋頭碳原子 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (一、分類命名 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 54 按成環(huán)碳原子總數(shù)稱“ 二環(huán) [] 某烷 (/烯 )” (xyz)。 編號(hào) ：從一個(gè)橋頭碳原子開(kāi)始沿最長(zhǎng)的橋到另一橋頭碳 , 再沿次長(zhǎng)的橋回到第一個(gè)橋頭碳 , 最后編號(hào)最短的橋。 螺 []辛烷分子模型 螺原子 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (一、分類命名 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 56 螺 []辛烷 Spiro[]octane 螺 []癸烷 2,6二甲基 命名時(shí)按成環(huán)碳原子總數(shù)稱 :“ 螺 []某烷 ” (x y) . 編號(hào)從小環(huán)中與螺原子相鄰的一個(gè)碳原子開(kāi)始 ， 經(jīng)螺原子再到大環(huán) 。 90176。 120176。 Bond angle 環(huán)上 C－ C之間的鍵角偏離正常鍵角 109176。 結(jié)論：三、四元環(huán)為 張力環(huán) (strained rings) ，五元環(huán)為無(wú)張力環(huán)，六元環(huán)及其更大的環(huán)也是張力環(huán)。 從環(huán)己烷到更大的環(huán)烷烴 , 每個(gè) CH2的燃燒熱與環(huán)戊烷的接近 , 說(shuō)明大于五元的環(huán)并不是張力環(huán) , 而是穩(wěn)定的 。 環(huán)丁烷 環(huán)戊烷 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (二、結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 61 分子中碳碳之間的鍵角能夠保持或盡可能接近 109176。 因此除了三 、 四元環(huán)為張力環(huán)以外， 環(huán)戊烷及其以上的環(huán)烷烴都是穩(wěn)定的 。 由于幾何形狀上的限制 ， 環(huán)丙烷分子雖是平面結(jié)構(gòu) ， 但成鍵的電子云并不沿軸向重疊 , 而是形成一種 彎曲鍵 。 環(huán)烷烴性質(zhì)似烷烴 。 (一 ) 自由基取代反應(yīng) ： 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (三、化學(xué)性質(zhì) ) + Br 2 —— + H — BrBr300 ℃—— —℃上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 66 1. 催化加氫 催化加氫易到難：環(huán)丙烷 環(huán)丁烷 環(huán)戊烷。 (二 ) 加成反應(yīng)： CH 2 C C H 2 + H 2N i8 0 ℃ C H 3 — C H 2 — C H 3H 2+C — C H 2C — C H 2 H 2N i2 0 0 ℃C H 3 — C H 2 — C H 2 — C H 3H 2H 2+ H 2 N i/ 3 0 0 ℃ CH 3 — CH 2 — CH 2 — CH 2 — CH 3℃ — — — —第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (三、化學(xué)性質(zhì) ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 67 2. 加鹵素 CH 2 C C H 2 + B r 2 C H 2 — C H 2 — C H 2H 2B r B r室溫 CCl4 + Br 2 BrBr第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (三、化學(xué)性質(zhì) ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 68 + H B r C H 3 C H 2 C H 2 B r+ H I C H 3 C H 2 C H 2 C H 2 I3. 加鹵化氫 環(huán)丙烷的烷基取代物與 HX開(kāi)環(huán)加成 , 環(huán)的開(kāi)裂總是在含最多 H和最少 H的碳原子間進(jìn)行 , 氫加到含氫多的碳原子上。 CH3CH2CH=CHCH3 2. 、 和 CH 3CH 3第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (三、化學(xué)性質(zhì) ) 問(wèn)題 : 用簡(jiǎn)單化學(xué)方法區(qū)別下列各組化合物？ 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 70 (一 ) 兩種典型構(gòu)象 —— 船式和椅式 船式構(gòu)象 椅式構(gòu)象 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (四、環(huán)烷烴的構(gòu)象 ) 四、環(huán)己烷的構(gòu)象異構(gòu) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 71 動(dòng)畫(huà)模擬： 船式構(gòu)象與椅式構(gòu)象的相互轉(zhuǎn)化 環(huán)己烷的椅式構(gòu)象和船式構(gòu)象可以通過(guò)分子中 C— C 鍵的扭轉(zhuǎn)互相轉(zhuǎn)化。 轉(zhuǎn)環(huán)前后， a鍵變 e鍵， e鍵變 a鍵 。 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (四、環(huán)烷烴的構(gòu)象 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 79 叔丁基在 a鍵 e a 空間張力 % (優(yōu)勢(shì)構(gòu)象 ) % ?叔丁基環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象 叔丁基在 e鍵 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (四、環(huán)烷烴的構(gòu)象 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 80 ?二取代環(huán)己烷的構(gòu)象分析 C H 3C H 3HHD i a x i a lHHC H 3H 3 CD i e q u a t o r i a l(a,a) (e,e ) C H 3H 3 CHHE q u a t o r i a l a x i a l(a,e) (a,e) C H 3C H 3HHA x i a l e q u a t o r i a l第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (四、環(huán)烷烴的構(gòu)象 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 鄧健 制作 張靜夏 審校 81 HH 3 CC H 3H( e )( a )(a,e) C H 3H HC H 3( a )( e )(a,e) CH 3CH 3課堂練習(xí) : 畫(huà)出 cis1,3二甲基環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象 。mol1。 Me,a) CHHC H 3H 3 CH 3 CH 3 Ctrans1甲基 3叔丁基環(huán)己烷 trans1tertButyl3methylcyclohexane C H 3CHHC H 3H 3 CC H 3優(yōu)勢(shì)構(gòu)象 有不同取代基時(shí)，大基團(tuán)處于 e鍵的構(gòu)象為優(yōu)勢(shì)構(gòu)象。 Me,e) 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (四、環(huán)烷烴的構(gòu)象 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 人民衛(wèi)生電子音像出版社 84 通過(guò)對(duì)以上各種構(gòu)象異構(gòu)的討論，可總結(jié)出以下規(guī)律： 1. 環(huán)己烷的椅式構(gòu)象為最穩(wěn)定的構(gòu)象； 2. 多取代環(huán)己烷的優(yōu)勢(shì)構(gòu)象是 e 鍵取代基最多的構(gòu)象 。 第二章 烷烴和環(huán)烷烴 第二節(jié) 環(huán)烷烴 (四、環(huán)烷烴的構(gòu)象 ) 上頁(yè) 下頁(yè) 首頁(yè) 85 第一節(jié) 烷 烴 1. 烷烴的結(jié)構(gòu) 碳原子 sp3雜化，四面體構(gòu)型 2. 烷烴的命名 系統(tǒng)命名法：選母體－編號(hào)－配基 3. 烷烴的異構(gòu) 構(gòu)象異構(gòu)：透視式， Newman投影式 4. 烷烴的性質(zhì) 游離基取代 : 鏈引發(fā)－鏈增長(zhǎng)－鏈終止 鹵代活性 : R3CH R2CH2 RCH3 。 環(huán)某基某烴 *橋環(huán)烴 : 二環(huán) [ x. y. z ] 某烷 (xyz) *螺環(huán)烴 : 螺 []某烷 (x y) 2. 環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性 三元環(huán) 四元環(huán) 五元環(huán)～六元環(huán)及以上的脂環(huán)烴 3. 環(huán)烷烴的性質(zhì) 取代 。 大基團(tuán)處于 e 鍵的椅式構(gòu)象 . 本 章 要 點(diǎn) 上頁(yè) 首頁(yè)