有机化学第三章环烷烃读书笔记
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有机化学环烷烃在有机化学的广袤领域中,环烷烃是一类具有独特结构和性质的化合物。
它们就像是化学世界里的“小圈圈”,有着自己独特的魅力和价值。
环烷烃,简单来说,就是碳原子通过单键连接形成环状结构的烃类化合物。
与我们熟悉的直链烷烃相比,环烷烃的环状结构赋予了它们一些与众不同的特点。
从结构上看,环烷烃的碳原子排列成环。
环的大小可以不同,常见的有三元环、四元环、五元环等等。
环的大小对环烷烃的稳定性有着重要的影响。
比如,三元环和四元环由于环张力较大,相对来说不太稳定,容易发生开环反应。
而五元环和六元环则相对稳定得多。
稳定性的差异导致了它们在化学反应中的表现各不相同。
以开环反应为例,小环烷烃在一定条件下能够与氢气、卤素等发生开环加成反应。
这是因为小环烷烃的环张力使得它们的化学键相对更容易被打开,从而与其他物质发生反应。
而大环烷烃则相对较难发生这样的反应。
环烷烃的物理性质也有其特点。
一般来说,环烷烃的沸点和熔点比相同碳原子数的直链烷烃要高。
这是因为环状结构使得分子间的接触更为紧密,相互作用增强,从而需要更高的温度来打破这种相互作用。
在实际应用中,环烷烃有着广泛的用途。
在石油化工领域,环烷烃是重要的原料。
通过一系列的化学反应,可以将它们转化为各种有用的化学品,如溶剂、润滑油等。
在医药领域,一些含有环烷烃结构的化合物具有特定的生物活性,被用于药物的研发和制造。
让我们更深入地了解一下环烷烃的命名规则。
对于简单的环烷烃,通常以“环”字开头,然后根据环上碳原子的数目称为“环某烷”。
如果环上有取代基,则要按照一定的顺序为取代基编号,以表明它们在环上的位置。
再来看看环烷烃的同分异构体。
由于环的结构可以有多种变化,所以相同碳原子数的环烷烃可能存在多种同分异构体。
比如,C₅H₁₀就有环戊烷和甲基环丁烷等多种同分异构体。
环烷烃的存在和性质对于我们理解有机化学的整体框架有着重要的意义。
它们不仅丰富了有机化合物的种类,也为我们研究和应用有机化学提供了更多的可能性。
第三章有机化合物本章包括最简单的有机化合物——甲烷、来自石油和煤的两种基本化工原料、生活中两种常见的有机物、基本营养物质四节内容,就其主要题型有:(1)甲烷的组成与结构; (2)甲烷的物理与化学性质;(3)同分异构体 同系物 ; 确定未知气态烃分子结构 (4)乙烯的分子结构; (5)乙烯的性质; (6)苯的化学性质;(7)苯的分子结构 ;(8)乙醇的性质; (9)酯化反应;(10)乙酸的化学性质; (11)酯、油脂的性质; (12)糖类的性质;(13)蛋白质的性质等等。
本章从日常生活中我们熟悉的物质开始,介绍了它们的来源、性质、用途等若干知识,有助于我们常识性、基础性地了解这些物质。
同时有机化学是高考内容的重要组成部分,学好本章内容会对以后进一步学习有机化学打下坚实的基础。
第一节最简单的有机物——甲烷甲烷:CH4 正四面体结构 1.氧化反应CH 4(g)+2O 2(g) → CO 2(g)+2H 2O(l) 2.取代反应CH 4+Cl 2(g) → CH 3Cl (g )+HCl 反应条件为光照生成的一氯甲烷与氯气进一步反应依次生成难溶于水的油状液体:二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳;3.烷烃的通式:C n H 2n+2 n ≤4为气体 、所有1-4个碳内的烃为气体,都难溶于水,比水轻;4.命名:碳原子数在十以下的,依次用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸,其后加“烷”字;碳原子数在十以上的以汉字数字代表;5.同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH 2原子团的物质互称为同系物;6.同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称为同分异构;7.同素异形体:同种元素形成不同的单质;特点在理解同分异构现象和同分异构体时应注意以下几点:(1)同分异构现象、同分异构体概念的内涵包括缺一不可的两点:一是分子式相同,分子式相同必然相对分子质量相同,但相对分子质量相同分子式不一定相同,如H3PO4与H2SO4、C2H6与NO均是相对分子质量相同,但分子式不同。
第三章环烷烃环烷烃指碳原子的单键相互连接成环的碳氢化合物,原指环族化合物。
P12将链烃变为环烃,要在分子中增加如C-C单键,同时减少两个氢原子,因此,单环烷烃的通式为C n H2n 。
分子中每增加一个环,就要增加一个C-C键,减少两个氢原子。
如果一个环烷烃的分子式为C10H18=C n H2n-2。
这是个几环烷烃?3.1环烷烃的异构和命名3.1.1 环烷烃的异构环烷烃由于环的大小,侧链的长短及位置的不同而产生构造异构体。
例如:C5H10当分子中,两个甲基可以在环平面的同侧,也可以在环平面的异侧,形成顺反异构:顺反异构体由于环的存在,不能互变(断键)。
其物理性质有差异。
3.1.2 环烷烃的命名1.单环体系1)根据环中碳原子数目和环某烷。
2)有取代基时,编号应使取代基位次尽可能小。
3)有不同取代基时,编号从小基团开始。
例如:CCCCCCCC1-甲基-3-异丙基环戊烷4)若取代基为教长碳链,应将环作为取代基全名。
2-甲基-3-环戊基戊烷5)顺反异构体命名时,取代基在环平面同侧称顺式,异侧称反式。
3顺-1.4-二甲基环己烷H33反-1.4-二甲基环己烷为书写方便,环烷烃常用键线式。
3H 9顺-1-甲基-4-叔丁基环己烷在顺反异构体书写中,常写出完整的取代基,以区别于键线式,增加立体感。
例如: H 33反-1,4-二甲基环辛烷补:环上有两个以上的位置各有一个取代基式,则选订其中位次最低者为对照 基因,在其前加r (reference )。
其余取代基位次前用顺反来与r-对照。
例如:r-1,顺-3-反-5-氯环己二甲酸r-1,反-2,顺-4-三氯 戊烷2.多环体系1)螺环:两环共用一个碳原子的环烷烃。
根据碳原子数,称螺某烷,在方括号中标出除共用碳以外两环的碳数。
编号从较小环中与共用碳相邻的碳原子开始,从小环经共用碳到大环,并使取代基位数最小。
7-甲基螺[4.5] 烷取代基螺[X.Y]某烷2)桥环:两环共用两个以上碳原子的环烃。
有机化学基础知识点环烷烃的命名和结构有机化学基础知识点:环烷烃的命名和结构环烷烃是有机化合物中的一类重要结构,具有许多实际应用。
正确的命名和了解其结构是学习有机化学的基础。
本文将介绍环烷烃的命名规则和结构特点。
一、环烷烃的命名规则环烷烃是由碳原子组成的环状结构,每个碳原子上连接有氢原子。
根据碳原子数目的不同,环烷烃可分为环丙烷、环戊烷、环己烷等等,命名时需要按照以下规则进行:1. 确定环烷烃的基本结构,即环中碳原子的数目。
2. 按照碳原子数目,选择相应的前缀,如“环丙”、“环戊”、“环己”等等。
3. 在前缀之后加上“烷”的后缀,表示该化合物为饱和碳氢化合物。
4. 如果环烷烃中存在取代基,需用号码和取代基名称表示,位置号码是根据碳原子的顺序确定的。
二、环烷烃的结构特点环烷烃具有独特的结构特点,主要包括以下几个方面:1. 环烷烃中的碳原子间的连接是共价键连接,碳原子的杂化也因分子中的环数目不同而不同。
以环丙烷为例,其中每个碳原子的最外层电子结构为sp³杂化。
2. 环烷烃的分子式与双键数目无关,即不像烯烃或炔烃那样分子式中会有双键或三键的存在。
3. 环烷烃的分子中不存在自由旋转,即环状结构会阻碍碳原子之间的自由旋转,使得环烷烃有一定的不对称性。
4. 环烷烃的物理性质与环的数目及取代基有关,一般来说,环烷烃的沸点随着环数的增加而增加,而环烷烃的熔点则随着环数的增加而下降。
三、环烷烃的简化结构式表示环烷烃的结构可以用简化结构式表示,以环丙烷为例:H|H-C-H|H上述简化结构式中的直线段代表碳碳单键,每个角上的直线段代表碳原子上的氢原子,圆圈则表示环的存在。
四、环烷烃的衍生物命名对于含有取代基的环烷烃,其命名规则与一般的取代基命名规则相似。
取代基在环上的位置由号码表示,取代基名称紧随号码后给出。
例如,对于在环戊烷上存在乙基取代基的化合物:CH₃-CH₂|CH₂-CH₃可以命名为2-乙基环戊烷。
综上所述,环烷烃的命名和结构是有机化学中的重要内容。
第三章环烷烃【基本要求】掌握环烷烃的通式、异构体和命名理解环烷烃的物理性质和化学性质理解环烷烃的Bayer张力掌握环己烷的构象以及取代环己烷的优势构象 熟悉其它环烷烃的构象,理解三元环的成键方式 掌握螺环烃和桥环烃的结构和命名【重点难点】环烷烃的Bayer张力与化学性质的关系环己烷的构象以及取代环己烷的优势构象三元环的成键方式❑环烷烃的通式:烷 环烷烃的通式: C n H 2n取代环烷烃的通式:C n H 2n这个化合物的分子式?❑环烷烃的异构:顺反异构体构造异构:原子的排列顺序不同产生的异构现象构象异构:化合物围绕单键在空间旋转产生的异构现象的不一样产生的异构现象 立体异构:原子或则基团在空间排列方式的不样产生的异构现象❑构型vs构象构型:原子在空间的排布方式称为化合物的构型,其中因为键的旋转而产生的异构体称为构象。
C6H12的环丁烷思考题:C6H12有哪些四元环构造异构体?同时请写出每个构造异构体可能的顺反异构体。
环烷烃的异构:C6H12的环丙烷CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3CH3❑环烷烃的命名:烷根据环中的原子称为环某烷烃如果有取代基,则在母体环烃的名字前加上取代基的名称和位置如果有取代基则在母体环烃的名字前加上取代基的名称和位置如果有多个取代基,遵循取代基之和最小原则,优先的基团次序在后如果取代基为长碳链,则将环最为取代基,把烷烃作为母体来命名则将环最为取代基把❑环烷烃的命名:对于有顺反异构体的化合物,要在化合物的名称前加上顺反构型顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷烷烃的键线式键线式是一种常用的简便表达方法表示一个与之相连的❑烷烃的键线式: 顶点表示个碳,与之相连的氢常省略不写用加粗的实线表示伸向纸面前方键线式末端的点表示甲基❑命名下列化合物或者写出相应的结构:1141,1-二甲基-4-异丙基环癸烷1,2-二环丙基丁烷3-2 环烷烃的物理性质和化学性质:❑环烷烃的物理性质:与烷烃相似,环烷烃的熔点沸点随着分子量增大逐渐增加 环烷烃的熔点比相应分子量的链状烷烃高❑环烷烃的化学性质:三元环和四元环不太稳定,容易开环发生化学反应氢解(还原反应):)❑环烷烃的化学性质:加溴:三元环:开环取代反应❑环烷烃的化学性质:加溴化氢:Why?h?氧化:三元环对氧化剂比较稳定3-3 环的张力:环烃由于偏离了正常的成键角度,而像被压缩的弹簧一样,具有恢复形变的张力,这种张力即Bayer张力。
读书笔记有机化学
第三章碳环烃
第一节环烷烃
1、环烷烃简介
分子通式为C n H2n
环烷烃是具有链烃性质的环烃,环烷烃及其衍生物广泛存在于自然界中,石油中含多种环烷烃,一些植物中所含精油其成分大多是环烯烃及其含氧衍生物。
精油是中草药中重要的有效成分,有的可做香料。
在自然界广泛存在的甾族化合物都是环烷烃的衍生物,在人体起重要作用。
环烷烃是由碳和氢构成的环状化合物,并且分子中不含双键或三键结构2、环烷烃的物理性质
环烷烃的物理性质及其变化规律与烷烃相似,沸点和熔点随着成环的碳原子数的增加而升高。
在室温和常压下,环丙烷和环丁烷为气体,环戊烷至环十一烷为液体,环十二烷以上为固体。
环烷的熔点、沸点和相对密度都比含同数碳原子的直链烷高。
环戊烷、环己烷及其烷基取代物存在于某些石油中。
环己烷是重要的化工原料。
溶解性:微溶于乙醇,溶于丙酮、氯仿、苯。
3、环烷烃的化学性质
(1)加成:环烷烃发生加成反应,碳环会被打开,转变为开链烃及其衍生物。
(2)氧化:环烷烃在通常情况下不易发生氧化反应,在室温下它不与高锰酸钾水溶液反应。
因此这可作为环烷烃与炔烃的鉴别反应。
(3)卤化:在高温与紫外线的作用下,环烷烃上的氢原子可被卤素取代而生成卤代环烃。
读书笔记有机化学
第三章碳环烃
第一节环烷烃
1、环烷烃简介
分子通式为C n H2n
环烷烃是具有链烃性质的环烃,环烷烃及其衍生物广泛存在于自然界中,石油中含多种环烷烃,一些植物中所含精油其成分大多是环烯烃及其含氧衍生物。
精油是中草药中重要的有效成分,有的可做香料。
在自然界广泛存在的甾族化合物都是环烷烃的衍生物,在人体起重要作用。
环烷烃是由碳和氢构成的环状化合物,并且分子中不含双键或三键结构2、环烷烃的物理性质
环烷烃的物理性质及其变化规律与烷烃相似,沸点和熔点随着成环的碳原子数的增加而升高。
在室温和常压下,环丙烷和环丁烷为气体,环戊烷至环十一烷为液体,环十二烷以上为固体。
环烷的熔点、沸点和相对密度都比含同数碳原子的直链烷高。
环戊烷、环己烷及其烷基取代物存在于某些石油中。
环己烷是重要的化工原料。
溶解性:微溶于乙醇,溶于丙酮、氯仿、苯。
3、环烷烃的化学性质
(1)加成:环烷烃发生加成反应,碳环会被打开,转变为开链烃及其衍生物。
(2)氧化:环烷烃在通常情况下不易发生氧化反应,在室温下它不与高锰酸钾水溶液反应。
因此这可作为环烷烃与炔烃的鉴别反应。
(3)卤化:在高温与紫外线的作用下,环烷烃上的氢原子可被卤素取代而生成卤代环烃。