三 烯烃和环烷烃

环烃第一节 脂环烃 一、脂环烃的命名环烃：由碳和氢两种元素组成的环状化合物。

分类环烷烃 脂环烃 环烯烃 环烃 环炔烃芳香烃 单环 多环脂环烃命名与相应脂肪烃相同，只是在名称前加“环”。

C H C H C H C H 3C H 3C H 3CH 3环丙烷 1-甲基-3-乙基环己烷 4-甲基-5-乙基环己烯 1．当环上有取代基时，取代基小时用环作为母体。

当环与长碳链相连时，用碳链作为母体。

把环作为取代基。

环丙基环己烷 3-甲基-4-环戊基庚烷2．桥环烃：共用两个或两个以上碳原子的多环化合物。

共用碳为桥头碳：⑴ 编号 从一桥头碳沿最长的桥编到另一桥头碳，再沿次长桥编到原桥头碳，依次编下去。

⑵ 书写：取代基写在前，再写“某环”，再在[]内写桥头碳间的原子数，数字间用“.”隔开，最后写环上所有碳的烷烃的名称。

二环[1.1.0]丁烷 2，7，7-三甲基二环[2.2.1]庚烷二、 结构环烷烃中的碳为sp 3杂化。

对环丙烷为例进行分析如下，在环丙烷中，三原子在同一平面上，夹角为60°，但是C 为sp 3杂化正常的键角应为109.5°，故C-C 键电子云重叠方向不可能是沿两原子连线方向，必然有一定的偏离，即未达到最大重叠，所成σ键不稳定，这种不稳定的σ键常称之为张力。

12345CH 31C H 22C H 3CH 4C H 25C H 26C H 37C H 383124123456789角张力：由于键角的偏移引起的张力，称为角张力。

三元以上的环也存在同一问题，但是C 原子可以不在同一平面内，而是尽可能使张力减小，一般来说，五元、六元环最稳定。

三、 性质1．物理性质 同烷烃相似，不溶于水，比重比水小，沸点比相应烷烃略高。

2． 化学性质⑴ 催化氢化 三元环、四元环容易开环加氢，五元环、六元环比较稳定难于开环。

⑵ 与Br 2反应：注意反应的条件，在光照条件下发生自由基取代反应。

H 2Ni Pt C H 3C H2C H 3＋/50℃80℃H 2Ni Pt C H 3C H 2C H 2C H 3＋/200℃250℃Br2CCl 4C H 2C H 2C H 2BrBr＋C H 2C H 2C H 2C H 2BrBr＋CCl 4△＋＋hγhγBrBrBrH BrH ＋＋＋hγBrBrH ＋或高温或高温或高温Br 2Br 2Br 2Br 2⑶ 与卤化氢反应： 常温下环丙烷可以与氯化氢，溴化氢反应，环丁烷常温下不发生此反应。

烷烃烯烃环烷烃芳香烃的鉴别1.引言1.1 概述烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃是有机化合物中常见的四类化合物。

它们在化学性质、物理性质和化学反应等方面有着很大的差异，因此，对它们进行准确的鉴别至关重要。

烷烃是一类由碳和氢组成的直链或支链链状化合物。

它们具有饱和的碳-碳单键，因此相对稳定。

在室温下，大多数烷烃是无色、无味、无毒的液体或气体，不溶于水，但溶于有机溶剂。

烷烃的物理性质主要取决于它们的分子量和分子结构。

烯烃是一类含有一个或多个碳-碳双键的化合物。

由于双键的存在，烯烃具有一定的不饱和性，对于化学反应来说更加活泼。

烯烃的物理性质与烷烃类似，但由于不饱和性的存在，烯烃容易发生加成反应。

环烷烃是一类由碳组成的环状化合物。

环烷烃分子内的碳原子通过碳-碳单键相连接，这种结构使得环烷烃更加稳定。

环烷烃的物理性质通常与烷烃相似，但由于环结构的存在，环烷烃在一些化学反应中表现出特殊性质。

芳香烃是一类含有苯环结构的化合物。

苯环由六个碳原子构成，每个碳原子通过一个碳-碳单键和一个碳-氢单键相互连接。

芳香烃通常具有特殊的香气，因此得名。

芳香烃的物理性质与烷烃有所不同，化学反应也更具特异性。

本篇文章旨在介绍烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的主要特征和鉴别方法，以帮助读者准确判断和区分这些有机化合物。

通过了解它们的物理性质和化学反应，我们可以更好地理解它们在实验室和工业中的应用，为相关领域的研究和应用提供指导。

1.2文章结构文章结构部分的内容可以描述文章的整体框架和各个部分的内容安排，以及每个部分的主题和目标。

文章结构部分的内容示例：1.2 文章结构本文共分为三个主要部分，具体结构如下：第一部分为引言部分，旨在介绍本文的背景和主题，并说明文章的目的和意义。

第一小节对烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃进行简要概述，以帮助读者对这些化合物有一个整体的了解。

第二小节是文章的主要部分，介绍了烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的鉴别方法。

第三小节是结论部分，对文章的主要内容进行总结和归纳，并就烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃的鉴别提出一些结论和建议。

烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃一、烷烃1、烷烃的命名和异构普通命名法、习惯命名法C1－C10：甲、乙、丙……壬、癸C11以上用中文数字：如十一烷正、异、新的含义俗名系统命名法一长、二多、三小的原则（最低系列）书写原则：a、在母体前标出取代基及位次b、相同取代基合并，小的在前(按次序规则)c、数字与数字间用逗号、数字与文字间用短横隔开IUPAC命名法与系统命名法的区别：取代基书写次序按英文字母序烷基的命名及英文缩写－CH3甲基Me. －CH2CH3乙基Et.－CH2CH2CH3丙基n-Pr. －CH（CH3）2异丙基i-Pr.－(CH2)3CH3 丁基n-Bu. －CH2CH（CH3）2异丁基i-Bu.－CH（CH3）CH2CH3 仲丁基s-Bu.－C（CH3）3叔丁基t-Bu.SP3杂化、正四面体结构伯、仲、叔、季碳原子(1°、2°、3°、4°碳原子)构造式、结构简式、键线式锯架式、投影式、纽曼式等同分异构构造异构碳架异构、位置异构、官能团异构构型异构对映异构、顺反异构（烯烃、脂环化合物）构象异构1、烷烃的物理性质及变化规律颜色、气味熔点、沸点密度、溶解性、极性变化规律沸点(直链、支链)熔点(直、支链，奇、偶数)2、烷烃的反应A、氧化反应燃烧生成CO2和H2O 注意碳氢比与产物的关系催化氧化生成含氧衍生物如醇、醛、酸等【例题】三种等摩尔气态脂肪烷烃在室温（25℃）和常压下的体积为2升，完全燃烧需氧气11升；若将该气态脂肪烃混合物冷至5℃，体积减少到原体积的0.933倍。

试写出这三种脂肪烃的结构式，给出推理过程。

注：已知该混合物没有环烃，又已知含5个或更多碳原子的烷烃在5℃时为液态。

(12分)【评析】（1）解题的第一步是写出用烷烃通式来表示的完全燃烧的化学方程式：C n H2n+2＋(1.5n＋0.5)O2＝nCO2＋(n+1)H2O写出通式的依据自然是试题告诉我们——这三种气态烷烃中没有环烷。

环烃知识点总结一、基本概念环烃是碳原子通过共价键连接形成的碳环结构的有机化合物。

环烃分为脂环烷烃和萜环烷烃两大类。

脂环烷烃是由碳原子形成的单纯环状结构，如环丙烷、环戊烷等。

而萜环烷烃是由两个或多个碳环连接而成的环烃，如萜环庚烷、萜环癸烷等。

环烯烃是一类含有一个或多个碳—碳双键的环烃，环烯烃的通式为CnH2n，其中n为整数。

环烯烃分为单环烯烃和多环烯烃两种，单环烯烃是指一条环烯烃分子中只有一个碳—碳双键，如环丙烯、环戊烯等；多环烯烃是指一条环烯烃分子中含有两个或多个碳—碳双键，如萜环庚烯、萜环癸烯等。

环炔烃是一类含有一个或多个碳—碳三键的环烃，环炔烃的通式为CnH2n-2，其中n为整数。

环炔烃分为单环炔烃和多环炔烃两种，单环炔烃是指一条环炔烃分子中只有一个碳—碳三键，如环丙炔、环戊炔等；多环炔烃是指一条环炔烃分子中含有两个或多个碳—碳三键，如萜环庚炔、萜环癸炔等。

芳香烃是一类具有芳香性质的环烃，其分子中含有苯环结构。

芳香烃通常是稳定的化合物，具有特殊的化学性质和应用价值。

芳香烃有很多重要的代表物质，如苯、甲苯、二甲苯、苯酚等。

二、结构特点环烃的分子中含有碳—碳键构成的环状结构，这种环状结构使得环烃具有一些独特的结构特点。

首先，环烃分子中的碳原子呈现出sp3、sp2和sp杂化的特点。

在脂环烷烃中，碳原子呈现出sp3杂化的特点，其四个σ键的轨道构成外层的四个σ键，没有π键；在萜环烷烃、环烯烃和环炔烃中，碳原子呈现出sp2杂化的特点，其三个σ键的轨道构成外层的三个σ键，剩余的一个p轨道构成一个碳—碳双键或碳—碳三键；而在芳香烃中，碳原子呈现出sp2杂化和未杂化的p轨道的混成，其三个σ键的轨道构成外层的三个σ键，剩余的两个p轨道构成两个碳—碳双键。

其次，环烃分子中的碳原子排列有着一定的角度以及构型上的要求。

在脂环烷烃中，碳原子呈现出正四面体的构型，其中碳—碳键角为109.5°，这样可以使得碳原子之间的相互作用最小化，分子结构最稳定；在萜环烷烃中，由于两个碳环之间存在着共用碳原子，因此其构型更趋向平面结构，碳—碳键角为120°；在环烯烃和环炔烃中，由于碳—碳双键或碳—碳三键的存在，使得碳原子之间的角度有所变化，但总体上趋向于平面结构；在芳香烃中，由于苯环的存在，使得分子结构呈现出平面结构，其构型稳定性很高。

环烷烃加成反应
环烷烃加成反应，也称环烷烃环加成反应，是指在环烷烃分子中发生碳碳键形成的反应。

这种反应通常需要加热以提供足够的反应能量，并且需要催化剂的存在以加速反应速率。

环烷烃加成反应是有机合成中常用的重要反应之一，可以在原子经济性较高的条件下构建复杂的有机分子骨架。

在反应中，烯烃或芳香化合物与环烷烃发生加成反应，形成较稳定的环状化合物。

常见的环烷烃加成反应包括环烷烃与烯烃的烯烃环加成、环烷烃与芳香化合物的芳香环加成等。

这些反应通常以强酸或强碱存在下发生，或者通过过渡金属催化剂参与。

环烷烃加成反应的产物多样性很高，可以通过合理设计反应条件和选择适当的反应物实现不同的产物结构。

这使得环烷烃加成反应成为有机合成中的重要工具，广泛应用于药物合成、天然产物合成等领域。

烷烃、环烷烃、烯烃、炔烃一、烷烃1、烷烃的命名和异构普通命名法、习惯命名法C1－C10：甲、乙、丙……壬、癸C11以上用中文数字：如十一烷正、异、新的含义俗名系统命名法一长、二多、三小的原则（最低系列）书写原则：a、在母体前标出取代基及位次b、相同取代基合并，小的在前(按次序规则)c、数字与数字间用逗号、数字与文字间用短横隔开IUPAC命名法与系统命名法的区别：取代基书写次序按英文字母序烷基的命名及英文缩写－CH3甲基Me. －CH2CH3乙基Et.－CH2CH2CH3丙基n-Pr. －CH（CH3）2异丙基i-Pr.－(CH2)3CH3 丁基n-Bu. －CH2CH（CH3）2异丁基i-Bu.－CH（CH3）CH2CH3 仲丁基s-Bu.－C（CH3）3叔丁基t-Bu.SP3杂化、正四面体结构伯、仲、叔、季碳原子(1°、2°、3°、4°碳原子)构造式、结构简式、键线式锯架式、投影式、纽曼式等同分异构构造异构碳架异构、位置异构、官能团异构构型异构对映异构、顺反异构（烯烃、脂环化合物）构象异构1、烷烃的物理性质及变化规律颜色、气味熔点、沸点密度、溶解性、极性变化规律沸点(直链、支链)熔点(直、支链，奇、偶数)2、烷烃的反应A、氧化反应燃烧生成CO2和H2O 注意碳氢比与产物的关系催化氧化生成含氧衍生物如醇、醛、酸等【例题】三种等摩尔气态脂肪烷烃在室温（25℃）和常压下的体积为2升，完全燃烧需氧气11升；若将该气态脂肪烃混合物冷至5℃，体积减少到原体积的0.933倍。

试写出这三种脂肪烃的结构式，给出推理过程。

注：已知该混合物没有环烃，又已知含5个或更多碳原子的烷烃在5℃时为液态。

(12分)【评析】（1）解题的第一步是写出用烷烃通式来表示的完全燃烧的化学方程式：C n H2n+2＋(1.5n＋0.5)O2＝nCO2＋(n+1)H2O写出通式的依据自然是试题告诉我们——这三种气态烷烃中没有环烷。

环烯烃的结构式环烯烃是一类重要的有机化合物，它们存在于自然界的各个角落，也在工业上有着广泛的应用。

尽管这类物质可以有多种结构式，但他们却都以环烯烃为特征。

那么，究竟环烯烃有何样的结构式呢？首先，要搞清楚环烯烃的结构式，就必须先了解其定义。

环烯烃是一类有机化合物，它们由4-7个碳原子组成的环状分子。

在此基础上，可以将环烯烃分为均聚环烯烃（英文名为Homopolycyclic Hydrocarbons）和异聚环烯烃（Heteropolycyclic Hydrocarbons）两大类。

均聚环烯烃是指只含有一种元素的环烯烃，通常是由碳原子构成的环状分子。

下面以环烷烃（Alkane）为例来说明其结构特征。

环烷烃由一个环状碳链组成，碳原子之间以双键（CC）相连，构成最简单的环烯烃类型。

另外，也可以将碳原子和氢原子组合成椭圆形环烯烃。

例如，乙环烷（Cyclohexane）则是由六个碳原子和十二个氢原子组成的椭圆形分子，碳原子之间以双键相连，分子构型也具有一定的稳定性。

异聚环烯烃是指含有不同元素的环烯烃。

例如，含噻吩（Thiophene）即是一种有机环烯烃，其中以硫原子代替碳原子，组成环状分子。

另外，也有一些异聚环烯烃含有第三种元素，如氧、氮或磷等。

这些异聚环烯烃的分子结构通常也具有一定的稳定性，有时也具有一定的活性。

此外，还有一些特殊的结构式环烯烃，如有机氢化物环烯烃和放射性环烯烃等。

有机氢化物环烯烃即是指碳原子和氢原子结合在一起，形成环状结构的环烯烃，它们有着较强的溶解性和操作性，可以用于合成有机化合物。

而放射性环烯烃则是指由放射性原子如氚等组成的环烯烃，由于其具有高能量的粒子，可用于核反应、核技术等领域。

从上述可以看出，环烯烃是一类特殊的有机化合物，它们具有不同的结构式以及特殊的用途。

因此，研究者正在积极研发新型环烯烃材料，以满足不同的需求。

未来，环烯烃将有更广阔的应用前景，将为我们的生活带来更多的便利。