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烷烃的同系列及同分异构现象

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烷烃的同系列及同分异构现象

烷烃的同系列及同分异构现象

CH3CH2CH2CH
CHCH 56
2CH2CH2CH2CH2CH3 7 8 9 10 11
CH3CH2CH2CHCHCH 3 1 2 3 4 CH3
1 确定主链：有两根等长的长链。两根长链均有两个侧链。侧链位次
均为4,5。侧链的碳原子数均为3,7。
黑字长链4位无侧分支，5位有侧分支。绿字长链4,5位
侧链均有侧 分支。侧分支少优先。
2 编 号：黑字编号，取代基位置4,5。蓝字编号取代基位置7,8。取黑字编号。
3 命 名： 中文命名 4-丙基-5-(1-异丙基丁基)十一烷
英文命名 5-(1-isopropylbutyl)-4-propylundecane
20
第三节 烷烃的构型及分子模型
一、碳原子的四面体概念及分子模型 构型：
由于C的四个sp3轨道的几何构型为正四面体，轨道对称夹角为 109028`，这就决定的烷烃分子中碳原子的排列不是直线形的。 甲烷的正四面体构型可用契性透视式表示：
实线表示处在纸平面上的价键，虚契性线表示处在纸面的价键， 实契性线表示处在纸面前的价键。
23
有机化学中的同分异构现象
碳架异构体
位置异构体
或 CH3(CH2)4CH3
6
有机化合物构造式的表达方式 :
蛛网式
H HH HH HC C C C C H
HH HHH
结构简式
H3C CH CH2 CH2 CH3 CH3
CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3
键线式
OH
7
碳、氢原子的级
CH3
CH3
1oH 2oH 3oH
H3C C CH2 CH CH3 1oC 2oC 3oC 4oC

第二章 烷烃

第二章 烷烃

顺序规则 ① 单原子取代基,按原子序数大小排列。原子序数大, 顺序大；原子次序小,顺序小；同位素中质量高的, 顺序大
I > Br > Cl > F > O > N > C > D > H
② 多原子基团第一个原子相同,则依次比较与其相连的其它原子。
CH2CH2CH3 C（C、H、H、）
<
CHCH3 CH3
CH3CH2CHCH3 CH2CH3
3
CC
C-C-C-C-C-C-C C-C-C C
1 2
主链
b. 主链编号 近取代基端开始编号，并遵守“最低 系列编号规则”
CH3 CH3 CH CH CH2 CH3 CH CH3 CH3
取代基位号 取代基位号
2，3，5 2，4，5

取代基距链两端位号相同时，编号从顺序小的基团 端开始。
CH3OH、C2H5OH、C3H7OH
二、同分异构
C4H10 丁烷 CH3CH2CH2CH3 CH3 CH3CHCH3 C5H12 戊烷
正丁烷
异丁烷
正戊烷
异戊烷
新戊烷
同分异构体：具有相同分子式的不同化合物 构造异构体：具有相同分子式，分子中原子或基团因连 接顺序不同而产生的异构体。 由碳架不同引起的异构，称碳架异构。(属构造异构) 异构体数目随碳原子增加而迅速增加 同分异构体的推导（课本17页）
4 全重叠 2，6 部分重叠 3，5 邻位交叉 1=7 对位交叉
H3CCH3
2, 4, 6 是不稳定构象，
H3CH H H 4 H H H3CH
1, 3, 5, 7 是稳定构象。
H H
能 量
H H 2
H CH3

烷烃药学

烷烃药学

52
8
3
7 CH3
6
4
1,7-二甲基螺[4,5]癸烷
2019/11/16
咸宁学院
29
3、桥环烷烃命名
两个环共用两个或两个以上碳原子的化合物称桥环化合物。
桥头碳：共用 的C 桥：两个桥头 碳间的碳链或 键。
2019/11/16
咸宁学院
30
( 1 ) 确定碳环数：
3个桥路为二环(双环)；4个桥路为三环
异丁基 (isobutyl) (iso - Bu)
叔丁基 (tert -butyl) (tert - Bu) 三级丁基
咸宁学院
18
② 烷烃系统命名法要点
Ⅰ 选主链（母体） Ⅱ 编号 Ⅲ 命名
选含取代基最多的、最长碳链作为主链，并写出相 当于这个主链的直链烷烃的名称。
1 2 3H H3C CH2 C CH2CH3
C11H24 ：正十一烷(n - undecane)
C12H26 ：正十二烷 (n - dodecane)
2019/11/16 C20H42 ：正二十咸宁烷学院(n - eicosane)
12
2、烷烃异构体的命名
用正 (normal 或 n - )表示直链烷烃
用异 (iso 或 i- )表示碳链一端具有：
CH3
H CH3
H3 C
t rans-1,4-D imethylcy cl o he xane
H
H
H3 C
CH3 CH3
H3 C
cis-1,4-D imethylcycloh exane
2019/11/16
咸宁学院
10
三、饱和碳原子的种类6 CH3 123 Fra bibliotek3C C CH

有机化学-烷烃和环烷烃

有机化学-烷烃和环烷烃
环戊烷及其以上的环烷烃，分子中碳碳之间的键角保持 或接近109°28′。都是稳定的。
成键的电子云并不沿轴向重叠，而是形成一种弯曲键。 造成重叠程度小, 键能下降,产生角张力。
开链或较大脂环化合物 中轨道可达到最大重叠
Banana bond
环丙烷分子中 轨道部分重叠
H
H
C
105.5°
H
60°
H
C
C
CH2
亚甲基
CH
次甲基
系统命名法
关键是如何确定主链和处理取代基的位置
分三步：一选主链、二编号、三写全称。 1.选主链(母体)：选取代基最多的最长碳链 2.编号： 从靠近取代基一端开始 3.写全称：按先小后大,把取代基的位次、数
目及名称列在母体前。
在英文命名中，取代基按词首的字母排列顺序先后列出
烷烃系统命名法的要点：
张力学说：
1885年，Baeyer AV 假定，环烷烃具有平面正多边形的结构 ：
60° 90° 108° 120°
128.6 135°
• 环上C－C之间的键角偏离正常键角109°28′，
•环丙烷每个键必须向内偏转24.75°,就会产生角张力。
•环丁烷、环己烷分别向内偏转9.75°, 0.75°。
•环己烷每个键向外偏转5.25°。
第二节、烷烃的命名
（一）普通命名法 （二）系统命名法（IUPAC法）
（一）普通命名法
• 1~10以内的碳原子数用天干字表示：
甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、 壬、癸。从十一个碳原子开始用中文数
字表示。
• 直链的烷烃称“正某烷”，“正”（n-）一般 略去。如：
CH3CH2CH3
丙烷
CH3(CH2)10CH3 十二烷

烷烃的同系物和同分异构体-高一化学同步精品课件(人教版2019必修第二册)

烷烃的同系物和同分异构体-高一化学同步精品课件(人教版2019必修第二册)
O2、O3
结构相似，组成上差一个或n个CH2
有机物
C2H6、C4H10
相同分子式，不同结构的化合物
化合物
CH3(CH2)3CH3、C(CH3)4
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体的比较
①O2和O3②CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 和 ④金刚石和石墨 ⑤氕、氘和氚 ⑥CH3CH2C(CH3)2CH2CH3和 CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3
② CH2=CH2和
③ CH4 和 CH3CH3
④ CH3CH2CH3 和
否
否
是
是
⑤
否
分子组成上不是相差“—CH2—”
结构不相似
分子式相同，分子组成上没有相差“—CH2—”
②和④
3、同系物判断的三个关键点①“同”——必须属于同一类物质，通式也相同②“似”——结构相似，是指化学键类型相似，分子中各原子的结合方式相似。（即两种物质属于同一类物质）③“差”——组成上相差n个CH2原子团(n≥1)。同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)
4
2 3
——找准称轴、点、面
CH3CH2CH2CH2CH3
对称轴
③ ② ① ② ③
对称点
①
②
②
②
③
③
③
③
对称点
对称面
①
②
①
①
等效氢法
化学性质相似的物质不一定是同系物
相对分子质量
同系物的相对分子质量一定不相同,相差14n
思考与讨论
正丁烷和异丁烷的分子式的分子式都是C4H10。它们是否为同一种物质？
CH3CH2CH2 CH3
正丁烷
异丁烷
甲烷，乙烷和丙烷的结构只有一种，丁烷却有两种不同的结构（如上图），一种是碳原子形成直链的正丁烷，另一种是带有支链的异丁烷。二者的组成虽然相同，但分子中原子的结合顺序不同，即分子结构不同，因此性质就存在一定差异，是两种不同的化合物。

第二章 烷烃

第二章 烷烃

-CH2CH2CHCH3 异戊基 i-Pent CH3 CH3 -CH2-C-CH3 新戊基 neo-Pent CH3
仲丁基 s-Bu
CH3 -C-CH2CH3 CH3
叔戊基 t-Pent
英文命名中，n（正）, i（异）, sec（二级）, tert（三级）
烷烃分子从形式上去掉两个氢原子所剩下的基团叫做 亚烷基。
构造式 名称 构造式 名称
-CH3
甲基
Me Et
-CH2CH3
-CH2CH2CH3 CH3-CH-CH3 -CH2(CH2)2 CH3 -CH2-CH-CH3 CH3 -CH-CH2CH3 CH3
乙基
正丙基 n-Pr 异丙基 i-Pr
CH3 -C-CH3 CH3
叔丁基
t-Bu
正丁基 n-Bu 异丁基 i-Bu
2、构造异构的书写规则
先直后支、先边后心、先少后多、先简后繁
请大家书写庚烷的同分异构体
先直后支
先 简 后 繁
先边后心
先 少 后 多
三、烷烃分子中碳、氢类型
1、碳的类型
季碳 4oC 仲碳 2oC
叔碳 3oC 伯碳 1oC 2、氢的类型 根据与其相结合的碳原子， 分别称为伯、仲、叔氢。
1oH 2oH 1oC 2 oC
H H
m.p -138 C b.p
¡ ¡ -0.5 C
m.p -159 C b.p 11.7 C
¡ ¡
分子式相同，结构式不同的化合物－－同分异构体；
分子式相同，结构式不同的现象－－同分异构现象。
对烷烃这种同分异构是由于分子中碳原子排列方式不同引起的， 称为构造异构。
C4H10有2个异构体；C10H22有75个异构体；C20H42有366319 个异构体。 随着碳原子数增加，同分异构体迅速增加。

02 烷烃

02 烷烃

取代基编号：（上）2，6，8 （下）2，4，8
18
（3）名称的书写次序 a. 按取代基位次、取代基名称、母体名称顺次书 写，取代基位次和取代基名称之间要用半字线 “－”连接起来，取代基名称和母体名称间则不 用半字线连接。
2-甲基己烷（2-methylhexane）
19
b. 如果含有几个相同的取代基时，取代基名称前用 二、三、四……等表示其数目，其位次则必须逐个
C17以上的烷烃为固态。
2. 沸点 1）正烷烃的碳原子数越多，沸点越高。 2）碳原子数相同时，支链越多，沸点越低。 例：比较下列化合物沸点
>
>
48
3. 熔点 1）碳原子数目增加，熔点升高。 2）分子的对称性越大，熔点越高。
比较下列化合物的熔点：
<
<
49
第六节 烷烃的化学性质
一、氧化（oxidation）反应
CH2CH2 CH2CH2CH2
1,2-亚乙基
1,3-亚丙基
13
3．次基 三价的烷基叫次基，限于三个价集中在一个原子 上的结构。
CH 次甲基 C CH3 次乙基
14
三、系统命名法 1. 直链烷烃：某烷
2. 支链烷烃
基本步骤： 选主链， 定位次， 写全称
基本要求：链要长，基要多，号要小，从小到大，同基合并
第 2 章 烷烃
1
烃：只含碳和氢
2
第一节 烷烃的同系列及同分异构现象
一、烷烃的同系列 1. 烷烃的通式：CnH2n+2
2. 同系列: 通式相同，结构相似的一系列化合物。 3. 系列差：相邻的同系物在组成上的差 (烷烃的系列差为CH2) 4. 同系物：同系列中的化合物互称为同系物

2烷烃

2烷烃

2.其它烷烃的卤代
ν Cl2, h CH3CH2CH3 CH3CH2CH2Cl + CH3CHCH3 25 ℃
Hale Waihona Puke 1-氯丙烷 43％Cl2-氯丙烷 57％
CH3 CH3 CH CH3
ν Cl 2, h 25 ℃
CH3
CH3
CH2 CH + CH3 C Cl
Cl CH3 CH3 2-甲基-1-氯丙烷 64％ 2-甲基-2-氯丙烷 36％
(2) 链传递
CH4 + Cl . CH3 . + Cl2 CH3Cl + Cl . CH2Cl. + Cl2
(3) 链终止
Cl . + Cl . CH3 . + Cl . CH3 + CH 3 . Cl2 CH3Cl . CH3CH3
自由基反应小结
自由基反应一般都经过链引发、链转移和链终止三个阶段 链引发阶段产生自由基。需要加热或光照。 引发剂极易产生活性质点自由基。
1.色散力
当两个非极性分子充分靠近时，由于 瞬间偶极的取向，产生了分子间一种 很弱的吸引力
电子个数增加，色散力增大 色散力只有近距离内才能有效产生，随距离
增大而减弱
色散力：是电子在运动中产生的瞬时偶极力，与分子的 极化率、分子的接触面积有关。 又称为诱导偶极-诱导偶极相互作用。
色散力与分子中原子的数目大小约成正比。它弱于其
链转移阶段是由一个自由基转变为另一个自由基的阶段。 链终止是自由基消失的阶段。 特点:没有明显的溶剂效应，酸碱等催化剂对反应也无明显影响 当反应体系中存在氧气时，反应往往存在一个诱导期。原 因在于氧气可以与自由基相结合，形成稳定的自由基。
O2 + CH3

饱和烃

饱和烃

把重复者去掉。这样己烷的同分异构体只有5个。
书写构造式时，常用简化的式子为： CH3CH2CH2CH2CH3或CH3（CH2)4CH3。
伯、仲、叔和季碳原子。 如戊烷的三个同分异构体为：
直接与一个碳原子相连的称为"伯"（Primary）或一级碳原子，用1o表示； 直接与二个碳原子相连的称为"仲"（Secondary）或二级碳原子，用2o表示； 直接与三个碳原子相连的称为"叔"（Tertary）或三级碳原子，用3o表示； 直接与四个碳原子相连的称为"季"（Quaternary）或四级碳原子，用4o表示；
常使用Kekiile模型（叫球棒模型）和Stuart（叫比例模型）。 Kekiile分子模型，制作容易，使用也方便，只是不能准确地表示出 原子的大小和键长。Stuart根据分子中各原子的大小和键长按照一 定的比例放大（一般为2亿：1）制成分子模型。这种模型是比较符 合分子形状的
2.碳原子的sp3杂化。 C 1s22s22px12py1,按照未成键电子的数目，碳原子应当是二价。 然而，实际上甲烷等烷烃分子中碳原子一般是四价，而不是二 价。原子杂化理论设想，碳原子形成烷烃时：
第三节 烷烃的构型碳原子的四面体概念及分子模型
1.碳原子的四面体概念及分子模型。 构型是指只有一定构造的分子中原子在空间的排列状况。Van't Hoff和Le Bet同时提出碳正四面体的概念。认为碳原子相连的四个 原子或原子团，不是在一个平面上，而是在空间分布成四面体。碳 原子位于四面体的中心，四个原子或原子团在四面体是的顶点上。 甲烷分子的构型是正四面体。
甲烷卤代的反应热(
)ห้องสมุดไป่ตู้
（2）为决定反应速度的步骤

烷烃的同系列及同分异构现象

烷烃的同系列及同分异构现象

2-1第2章 烷 烃一、 烷烃的同系列及同分异构现象（一） 烷烃的同系列最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙烷 、丁烷、戊烷等，它们的分子式、构造式为：分子式 构造式 构造简式 甲烷 CH 4 CH 4乙烷 C 2H 6 CH 3CH 3 丙烷 C 3H 8 CH 3CH 2CH 3丁烷 C 4H 10 CH 3CH 2CH 2CH 3从上述结构式可以看出，链烷烃的组成都是相差一个或几个CH 2（亚甲基）而连成碳链，碳链的两端各连一个氢原子。

故：通式烷烃的为 或 C n H 2n+2 。

具有同一通式，结构和化学性质相似，组成上相差一个或多个CH 2的一系列化合物称为同系列。

同系列中的化合物互称为同系物。

由于同系列中同系物的结构和性质相似，其物理性质也随着分子中碳原子数目的增加而呈规律性变化，所以掌握了同系列中几个典型的有代表性的成员的化学性质，就可推知同系列中其他成员的一般化学性质，为研究庞大的有机物提供了方便。

在应用同系列概念时，除了注意同系物的共性外，还要注意它们的个性（因共性易见，个性则比较特殊），要根据分子结构上的差异来理解性质上的异同，这是我们学习有机化学的基本方法之一。

（二） 烷烃的同分异构现象H CH H C H H H H C H H C H H C H HH H C H H C H H C H H C H HH H CH 2H()H C H H H2-2 1. 异构现象甲、乙、丙烷只有一种结合方式，无异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，可由下面方式导出，正丁烷（沸点-0.5℃）异丁烷 （沸点-10.2）由两种丁烷可异构出三种戊烷上述这种分子式相同而构造式不同的化合物称为同分异构体，这种现象称为构造异构现象。

构造异构现象是有机化学中普遍存在的异构现象的一种，这种异构是由于碳链的构造不同而形成的，故又称为碳链异构。

随着碳原子数目的增多，异构体的数目也增多。

2. 异构体的导出步骤（三） 伯、仲、叔、季碳原子在烃分子中仅与一个碳相连的碳原子叫做伯碳原子（或一级碳原子，用1°表示） 在烃分子中与两个碳相连的碳原子叫做仲碳原子（或二级碳原子，用2°表示） 在烃分子中与三个碳相连的碳原子叫做叔碳原子（或三级碳原子，用3°表示） 在烃分子中与四个碳相连的碳原子叫做季碳原子（或四级碳原子，用4°表示） 例如：H C H H C C H H H H H H C C C C H H H H H H H HH H C C C H H H CHH HH H H CH 3-CH 2-CH 2-CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3CH 3-CH 2-CH-CH 3正戊烷 b.p 36.1℃异戊烷 b.p 28℃CH 3-CH 2-CH-CH 3CH 3C CH 3CH 3CH 3新戊烷 b.p 9.5℃CH 3CH 3CH 3 C CH 2 CH CH 3CH3CH 31234CH 31°°°°°2-3与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子，分别称为伯、仲、叔氢原子。

有机化学-2

有机化学-2

HH H
H HH
HH
CH3
H
E
CH3
CH3
CH3
H HCH3H H
HH H
CH3 H
HH H
H CH3
CH3
H
CH3
HCH3
CH3
H
H
H H
H HH
HCH3 H
H
CH3
18.4-25.5 kJ/mol 14.6 kJ/mol
3.3-3.7 kJ/mol
14.6 kJ/mol
角度
对于其他烷烃，可根据考察的对象，进 行同样的处理。
• 按取代基位次、取代基名称、母体名称顺序书写，取代基位次和 取代基名称之间要用半字线“-”连接，取代基名称和母题名称间 则不用半字线连接。
• 如果有几个相同的取代基，把它们合并起来，取代基的数目用大 写二、三、四…等表示，写在取代基的前面，其位次要逐个注明， 位次的数字之间要用“,”隔开。
• 如果支链上还有取代基时，这个取代了的支链的名称可放在括号 内或用带撇的数字来标明支链中的碳原子。
1
3 24
5 6
78
9
1 2 3 4 5 6 78 9
系统命名：2,8-二甲基-4-乙基壬烷
IUPAC命名： 4-ethyl-2,8-dimethylnonane
3-二甲基-4-乙基-5-丙基壬烷 4-ethyl-3-methyl-5-propylnonane
三、烷烃的构型
• 1、碳原子的四面体概念与分子模型 • 构型 (configration)：指具有一定构造的分子中原子在空间的排列
• 在烷烃分子中，碳原子都是采取sp3杂化。在甲烷分子 中，四个C-H键都是由碳的sp3杂化轨道与氢的s轨道重 叠而成，形成sp3-s键。在其他烷烃中，碳原子与碳原 子之间形成sp3- sp3键，碳原子与氢原子形成sp3-s键。

烷烯炔烃

烷烯炔烃

叔氢与伯氢的相对活性：叔氢/伯氢=（36.1/1）/（64/9）= （5.1/1）实践结果表明,叔、仲、伯氢在室温时的相对活性位5： 4：1，即每个伯、仲、叔氢被氯取代生成相应氯代烷底相对比例。 这说明 ，烷烃的氯代，在室温下有选择性。（选择性就是产物有
多有少）据此，可以预测某一烷烃在室温一氯代产物中异构体的 得率。如：
氯代反应： 甲烷的氯代反应较难停留在一氯代甲烷阶段
但控制一定的反应条件和原料的用量比，可以使其中一种氯代烷为 主要产品。碳链较长的烷烃氯代时，反应可以在分子中不同的碳原 子上取代不同的氢，得到各种氯代烃。
在丙烷分子中伯氢有六个，仲氢有两个，如果只考虑碰撞频率和
推测概率因子，我们预计丙烷的氯代将按3：1生成每个氢原子的 相对活性为：仲氢/伯氢=（57/2）/（43/6）=4,这就是说仲氢和 伯氢的相对活性为4：1。
5．如果支链上还有取代基时，从与主链相连的碳原子开始， 把支链的碳原子依次编号，支链上取代基的位置就由这个编 号所得的号数来表示。这个取代了的支链的名称可放在抬号 中，或用带撇的数字来表明支链中的碳原子。
1.用括号表示：2-甲基-5、5一、二（1、1-二甲基丙基）葵烷 2.用带撇的数字表示：2-甲基-5、5一、二-1'、1'-二甲基丙烷葵烷。 说明：1969年IUPAC命名法放弃了按取代基大小的次序，而按照取代 基英文名称的第一个字母的次序来命名。
第六节 烷烃的化学性质
1.氧化 ⑴在空气中燃烧：
⑵在催化剂下可以使烷烃部分氧化，生成醇、醛、酸等
①热裂 把烷烃的蒸气在没有氯气的条件下，加热到4500C以上时，分子 中的键发生断裂，形成较小的分子。这种在高温及没有氧气的条 件下发生键断裂的反应称为热裂反应。

第二章烷烃

第二章烷烃
H H C H H C H H C H H C H H
甲烷
乙烷
丙烷
丁烷
饱和
即分子中碳原子达到了与 其它原子结合的最大限度。 烷烃的“烷”有完满即饱 和之意。
1、烷烃的同系列
具有同一个通式，结构相似, 而在组 成上相差一个或几个CH2的许多化合物 组成的化合物系列。 同系列中的各化合物互称同系物。 同系列中的各同系物的化学性质相 似，物理性质则随着碳原子数的增加而 有规律地变化。
甲烷分子的立体构型：正四面体
四个H在四面体的顶点 碳原子在正四面体的中心 四个C-H键长全等 H-C-H夹角为109°28'
分子构型的表示：
H
楔形式
H
（1）实线在平面上；
C H H
（2）实楔形线表示伸出纸面向前； （3）虚楔形线表示在纸后面。
通常所书写的构造式为立体构型的 平面投影式。
H H H H H C H C H H
正、异、新的含义：
正：直链
CH 3CH CH 3
异：分子中一端带有两个CH3侧链
新：含一个与四个碳原子相连的碳 普通命名法只能用于少数碳的 化合物，复杂的烷烃必须使用系统 命名法来命名。
中英文名称对照
C H4 甲烷 C2 H5 乙烷 C3 H6 丙烷 C4 H10丁烷 C5 H12戊烷 C6 H14己烷 C7 H16庚烷 C8 H18辛烷 C9 H20壬烷 C10H22癸烷 methane ethane propane butane pentane hexane heptane octane nonane decane C11H24十一烷 undecane C12H26十二烷 dodecane C13H28十三烷 tridecane C14H30十四烷 tetradecane C15H32十五烷 pentadecane C16H34十六烷 hexadecane C17H36十七烷 heptadecane C18H38十八烷 octadecane C18H40十九烷 nonadecane C20H42二十烷 eicosane

第二章 烷烃

第二章 烷烃
为了表达化合物的立体化学关系，须决定 有关原子或基团的排列顺序，其方法称为顺序 规则。其 主要内容如下：
第一条规则：
将各种取代基的连接原子，按原子序数的大小排列， 原子序数大的顺序在前。若为同位素，则质量数高 的顺序在前。
I > Br > Cl > S > P > F > O > N > C > D > H
(secondary)
。
与三个碳原子相连的碳称为叔碳原子，以 3 表示；
(primary)
。
与四个碳原子相连的碳称为季碳原子，以 4 表示；
(quaternary)
我们不难看出，除季碳原子上不连有 氢原子外，其它碳原子都连有氢原子。故 我们把伯、仲、叔碳原子上结合的氢原子 相应的称为伯、仲、叔氢原子。
结构式 沸点（ ℃ ）
CH3CH2CH2CH3
CH3 CH3CHCH3
–0.5 –10.2
很明显，同分异构（构造异构）现象是由于分 子中碳原子的排列方式不同产生的，这种结构上的 差别，在物理性质上必然导致有所不同，如：沸点、 密度等等，但化学性质相似。
烷烃分子中，随碳原子数目的增加，构造异构 体的数目也越多。
子跃迁到(2pz)轨道中，然后四个轨道杂化， 形成4个能量相等的杂化轨道, 即sp3杂化轨
道。
2px 2py 2pz
激发
2s 基态
2px 2py 2pz 2s
激发态
杂化
sp3 sp3 sp3 sp3
2s
2py
2pz
2pz
sp3
sp3
每个sp3 杂化 轨道相当于1/4S成份和3/4P 成份。其空间 取向是指向正四面体的顶点，对称轴之间互成 109。28′。 每个sp3 杂化 轨道在对称轴的一个方向上，这样，可以 更有效地与其它原子轨道重叠，对于成键有利。

烷烃的通式——精选推荐

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第二章 烷 烃2.1 烷烃的通式、同系列和同分异构现象 通式：C n H 2n+2同系列：具有同一通式、结构和性质相似、相互间相差一个或几个CH 2的一系列化合物。

同系列中的各个化合物互为同系物。

相邻同系物之间的差CH 2叫做同系差。

同系列是有机化学中的普遍现象，同系列中各个同系物（特别是高级同系物）具有相似的结构和性质很明显，这两种丁烷结构上的差异是由于分子中碳原子连接方式不同而产生的，我们把分子式相同而构造式不同所产生的同分异构现象叫做构造异构；这种由于碳链的构造不同而产生的同分异构现象又称做碳链异构。

同理，由丁烷的两种同分异构体可以衍生出三种戊烷：随着分子中碳原子数的增加，碳原子间就有更多的连接方式，异构体的数目明显增加，己烷有五个同分异构体，庚烷有9个，辛烷有18个，而癸烷有75个，二十烷有366319个。

分析下面烷烃分子中碳原子和氢原子的连接情况:其中有的碳只与一个碳原子相连，我们把它叫做一级碳原子，或叫第一（伯）碳原子，可用1°表示；直接与两个碳原子相连的，叫做二级碳原子，或叫第二（仲）碳原子，可用 2°表示；直接与三个碳原子相连的，叫做三级碳原子，或叫第三碳（叔）原子，可用3°表示；直接与四个碳原子相连的，叫做第四（季）碳原子，用4°表示。

氢原子则按其与一级、二级或三级碳原子相连而分别称为第一、第二、第三氢原子或称为伯、仲、叔氢原子。

不同类型的氢原子的活泼性不同。

2.2 烷烃的命名烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法两种。

1. 普通命名法（习惯命名法）一般只适用于简单、含碳较少的烷烃，基本原则是： （1）根据分子中碳原子的数目称“某烷”。

碳原子数在十以内时，用天干字甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、壬、癸表示；碳原子数在十个以上时，则以十一、十二、十三、……正丁烷 ( b.p. -0.5℃）异丁烷 (b.p. –10.2℃)CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CH 2CH 2CH 2CH 2CHC 正戊烷（b.p. 36.1℃） 异戊烷（b.p. 28℃） 新戊烷（b.p. 9.5℃）1° 1°CH 3CH 3CH 3CH 3CH 3CCHCH 21° 2° 3° 4°CH 3CH 3CH 2CH 33CH 2CH 2CH 33CH 3CH CH 3(CH 2)10CH 3 CH 3CH 2CH 2CH 2CH 3戊烷十二烷表示。

烷烃 详细

烷烃 详细

4、碳干异构的书写： 、碳干异构的书写： 自学） （自学） P17
三、碳原子和氢原子的种类
存在碳链异构（碳干异构）的戊烷 存在碳链异构（碳干异构）的戊烷： （P18）
其中，碳原子的区别（P18）：
a类碳：直接与一个碳原子相连 类碳：直接与一个碳原子相连——伯碳（一级碳）1° 一级碳） ° 类碳 （primary） b类碳：直接与二个碳原子相连 类碳： 二级碳） ° 类碳 直接与二个碳原子相连——仲碳（二级碳）2° （secondary） c类碳：直接与三个碳原子相连 类碳： 三级碳） ° 类碳 直接与三个碳原子相连——叔碳（三级碳）3° （tertiary） d类碳：直接与四个碳原子相连——季碳（四级碳）4° 类碳：直接与四个碳原子相连 四级碳） ° 类碳 （quaternary）
eg10： ：
（天哪，怎么越来越难！） 天哪，怎么越来越难！）
eg11： ：
（考试时，会有多难？） 考试时，会有多难？）
——作业题都会吗？ 作业题都会吗？ ——现在我抄参考书的，考试时我抄 现在我抄参考书的， 现在我抄参考书的 考试时我抄......？ ？ ——不能上网、不能 不能上网、 不能上网 不能QQ，只有我的大脑内存、CPU ，只有我的大脑内存、 是安全、可靠的！ 是安全、可靠的！
用中文字： 字伯符）、 用中文字：伯、仲、叔、季——孙策（字伯符）、孙权 字仲谋） （字仲谋） 与伯、 与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子称伯、仲、叔氢
（1°H、2°H、3°H）——4°H？ ° 、 ° 、 ° ） ° ？
第二节 烷烃的命名法
一、普通命名法 二、烷基 三、系统命名法 四、实例
一、普通命名法 （P19） ）
eg12： eg12：
2,3,5-三甲基己烷 三甲基己烷

第二章烷烃

第二章烷烃

11
（一）普通命名法
对于结构较简单的烷烃，常用普通命名法命 名。基本原则是： 1．直连烷烃：正“某”烷。例如： CH3CH2CH2CH3命名为“正丁烷”。 2．含有10个以上碳原子的直链烃，用小写中 文数字表示碳原子的数目。如： CH3(CH2)9CH3命名为“正十一烷”。

12

3．对于含有支链的烷烃，则必须在“某烷” 前面加上一个汉字来区别。在链端第二位碳 原子上连有1个甲基时，称为“异某烷”，在 链端第二位碳原子上连有2个甲基时，称为 “新某烷”。 如：
27
2px 2py 2pz
烷烃碳原子采用sp3杂化，正四面体 结构，键角为109.5°结构如图：
结构式
构造式
28
（二） σ 键的形成及其特性
两个成键原子轨道沿对称轴方向相互重叠 （头碰头”方式重叠 ）而形成的键叫σ 键。
29
30
31
四、烷烃的构象
1．乙烷的构象 构象的定义：当围绕烷烃分子中的C-C σ键旋转时，分子中 的氢原子或烷基在空间的排列方式即分子的立体形象不断 地变化。这种由于围绕C-C键旋转所产生的分子的各种立 体形象称为构象( conformation )。 乙烷有两种典型构象，重叠式和交叉式， 表示形式：纽曼投影式和透视式．
第一种： 正丁烷
8
4、饱和碳原子的类型：
伯碳：-CH3 仲碳：-CH2 叔碳：-CH 季碳： -C
1oC 2oC 3oC 4 oC
伯氢 1oH 仲氢 2oH 叔氢 3oH
注意：氢原子的类型：同碳原子相对应
9
例：
H H C H
1oC
CH3 H C
4oC
H C
2oC
H C H

02烷烃

02烷烃

2,7,9-三甲基-6-(2 -甲基丁基）十一烷 2,7,9-三甲基-6-2’ -甲基丁基十一烷
Question
CH3 CH3 CH C CH3 CH3 H CH2 C CH2 CH3CH2 HC CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH CH2 CH3 CH2 CH3
Answer 2-甲基-10-乙基-6-(2,2,3-三甲基丁基）十二烷 2-甲基-10-乙基-6-2’,2’,3’-三甲基丁基）十二烷
CH3 CH3 C CH3 CH2 CH3
CH3 CH3 CH CH CH3 CH3
②两个碳为乙基 从第三碳原子开始到中间碳原子
4. 主链少三个碳 三个甲基 一个甲基和一个乙基
丙基
异丙基
注意：从第四碳原子开始到中间碳原子
（3）构造式的书写方法 构造：分子中原子互相联结的方式和次序。 构造式 CH3
( )H H C (C) (C) H 相当于 (C) (C) H H (C)
(C) (C) C CH 相当于 C C H (C) (C)
(N ) (C) C N 相当于 C N (N) (C)
优先顺序：
C N >
>
C CH >
CH CH2
D.R>S Z>E 顺>反 E.孤对电子是所有中最小的
3 命名 规则： (1)以所选的主链为母体称某烷，写在最后面 (2)
（正）戊基
异戊基
叔戊基
tert-pentyl
新戊基
neopentyl
补充材料：
H2C CH
乙烯基
H 3C C H CH
H2C C CH2 H
H3C C
CH2
丙烯基
烯丙基

烷烃性质资料重点

烷烃性质资料重点

2、甲烷的氯代
CH4 + Cl2 hv or
CH3Cl + HCl 氯甲烷
CH3Cl + Cl2
CH2Cl2 + HCl 二氯甲烷
CH2Cl + Cl2
CHCl3 + HCl 三氯甲烷
CHCl3 + Cl2
CCl4 + HCl 四氯甲烷
3、其他烷烃的卤代
原因（1）几率因素
（2）氢的活泼性：叔>仲>伯
CH C H bond
四、烷烃分子结构的写法： 1、碳架式 2、楔形式
第四节、烷烃的构象
构象：有一定构造的分子通过单键的旋转，形成各原子和原 子团的空间排布。
一、乙烷的构象: 1、重叠式（顺叠式）：H距离最近，斥力最大，E高不稳定。 2、交叉式（反叠式）：H距离最远，斥力最小，E低稳定。 3、表示方法： （1）透视式： （2）纽曼投影式：
第二章 烷烃(Alkanes)
烃定义：只由C,H元素组成的化合物叫做碳氢化合物，又称烃。 烃的分类： 开链的饱和烃称为烷烃。
第一节 烷烃的同序列和同分异构现象
一、同系列
1、定义：具有一个通式，结构相似，分子式相差一个或几个CH2的这样 一系列化合物。 CH2称为系列差。
二、同分异构
1、定义：化学式相同，结构不同，性质也不尽相同。
SAWHO RSE / ANDIRO N FO RMULA
H
H
HH HH
H
s tagge re d
HH H
HH
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NEWMAN PRO JECTIO NS
H
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H
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H
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o C H 3 1 C
2 oC (仲 )
3oC
4oC
(伯 )
(叔 ) (季 )
与一个碳原子相连的碳为一级碳原子； 与二个碳原子相连的碳为二级碳原子； 与三个碳原子相连的碳为三级碳原子； 与四个碳原子相连的碳为四级碳原子。
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第二节 烷烃的命名法
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1
2 7
3 6
4 5
5
6
7 2
8 1
实 例 二
CH3CH2CH2CH CH3
8
CH
6 CH2 7 CH 2 8 CH3
4
CH
3
CHCH3
CH3 CH3
1 确定主链： 有两个等长的最长链。
在五或六个碳原子烷烃的异构体中含有季碳原子的可加上 "新某烷"
衡量汽油品质的基准物质异辛烷则属例外，因为它的名称沿 用日久，已成习惯了。
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二、烷基
烷烃分子从形式上消除，一个氢原子而剩下的 原子团称为烷基。
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蛛网式
H
C H
结构简式
H H C C H C H H 2 C 3 2 C 3 C H 3
CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3
键线式
OH
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碳、氢原子的级
C H 3 H 3C C C H 3 C H 2 C H 3 C H
1oH 2oH 3oH
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五、 命名步骤
（A） 确定主链：
链的长短（长的优先），侧链数目（多的优先), 侧链位 次大小（小的优先），各侧链碳原子数（多的优先），侧分 支的多少（少的优先）。 （B） 编号：按最低系列原则编号。
最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有多 个取代基，逐个比较，直至比出高底为止。
构造异构的书写方式：
以己烷为例其基本步骤如下； 写出这个烷烃的最长直链式： （省略了氢）
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写出少一个碳原子的直链式作为主链把剩下的碳当作支 链。依次当取代基连在各碳原子上，就能写出可能的同 分异构体的构造式。
写出少二个碳原子的直链式作为主链。把两个碳原子当 作支链（2个甲基），接在各碳原子上，或把两个碳原子 当作（乙基），接在各碳上。
烷烃同系列中，甲烷、乙烷、丙烷只有一种结合方式，没有异构现象， 从丁烷起就有同分异构现象。
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构造：
原子或原子团的连接方式及顺序
构造异构：
分子式相同，而构造不同的异构体称为构造异构体。
在烷烃分子中随着碳原子数的增加，异构体的数目增加得很快。对于 低级烷烃的同分异构体的数目和构造式，可利用碳干不同推导出来。
一、普通命名法。
通常把烷烃称为"某烷"，"某"是指烷烃中碳原子的数目。由一到 十用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。如： C11H24，叫十一烷。 凡直链烷烃叫正某烷。如：CH3CH2CH2CH2CH3正戊烷 把在碳链的一末端有两个甲基的特定结构的烷烃称为"异某烷"。
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Honghe University Prof Guo 式
构型
R, S; D, L; Z, E; 顺 ,反
+
取代基
+
母体
官能团位置号+名 称 (没有官能团时不 涉及位置号)
取代基位置号 + 个数 + 名称 (有多个取代基时，中文按顺序规则 确定次序，小的在前。英文按英文 字母顺序排列)
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把重复者去掉。这样己烷的同分异构体只有5个。
书写构造式时，常用简化的式子为： CH3CH2CH2CH2CH3
或 CH3(CH2)4CH3
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有机化合物构造式的表达方式 :
H H C H H C H H C H H C H H
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三、IUPAC命名法
1892年在日内瓦开了国际化学会议，制定了系统的有机化合 物的命名法，叫做日内瓦命名法。后由国际纯粹和应用化学联合 会（IUPAC）作了几次修订，简称为IUPAC命名法。
我国参考这个命名法的原则结合汉字的特点制定了我国的系 统命名法（1960）。1980年进行增补和修订，公布了《有机化学 命名原则》。 在系统命名法中，对于直链烷烃的命名和普通命名法是基本 相同的，仅不写上"正"字。
第一节 烷烃的同系列及同分异构现象
一、烷烃的同系列（Homologous series）
凡具有同一个通式，结构相似，化学性质也相似，物理性质则随着碳 原子数目的增加而有规律地变化的化合物系列，称为同系列。同系列 中的化合物互称为同系物。相邻的同系物在组成上相差CH2，这个 CH2称为系列差。
二、烷烃的同分异构现象
（C） 按名称基本格式写出全名。
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实 例 一
2 编
1 2 3 4 5 6 2 ,4 ,5 6 5 4 3 2 1 2 ,3 ,5 C H C H C H C H C H C H 3 2 3 CC C H H 3 3H 3
1 确定主链: 最长链为主链。 号: 第一行 取代基编号为2, 4, 5; 第二行 取代基编号为2, 3, 5; 根据最低系列原则, 用第二行编号。 3. 命 名: 中文名称：2,3,5-三甲基己烷 英文名称：2,3,5-trimethylhexane
第二章 烷 烃
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本章提纲
第一节 烷烃的同系列及同分异构现象
第二节 烷烃的命名法 第三节 烷烃的构型及分子模型 第四节 烷烃的构象 第五节 烷烃的物理性质 第六节 烷烃的化学性质 第七节 卤代反应历程 第八节 烷烃的制备
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