(三)烷烃的氯代反应
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♦烷烃的系统命名法;♦同系列和同分异构体的概念和书写方法;♦烷烃的构型和构象的表示和书写方法;♦烷烃的物理性质和化学性质。
♦烷烃的命名、性质,构型和构象;♦烷烃卤代反应的历程。
1烷烃的同系列系列差:CH 2称为同系列的系列差,也称系差。
烷烃的通式C n H 2n+2同系物:同系列中的各个化合物互称同系物。
CH 4C 2H 6C 3H 8C 4H 10C 5H 12 ……同系列:具有一个通式,结构相似,性质相似的化合物系列。
2同分异构现象构造异构:具有相同的分子式,而分子中原子或基团的顺序不同。
碳链异构,碳链的连结方式和次序不同;位置异构,取代基或官能团的位置不同;官能团异构,相同的原子组成不同的官能团。
立体异构:分子中原子的结合顺序相同,而原子或基团在空间的相对位置不同。
顺反异构,取代基在双键或环的方位不同;对映异构,互为镜像但不能重合的分子;构象异构,由单键旋转产生的不同的分子形象。
构型异构}构造(Constitution):分子中原子互相联结的方式和次序。
3构造式的书写方法构造简式 构造式 键线式CH3CH2CH2CH3CH3CH3CH CH3CH3CH(CH3)2CH3CH2CH2CH3CH3CH3 CH CH34写出烷烃的同分异构体CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3CH3 CH CH2 CH2 CH3 CH3CH3 CH2 CH CH2 CH3CH3CH3 CH CH CH333CH3 CH2 C CH3CH3CH35碳、氢原子的分类和伯、仲、叔碳原子相连的氢原子称为伯、仲、叔氢原子;伯、仲、叔、季碳原子;1º2º3º4ºCH 3 C CH 2 CH CH 3CH 3CH 3CH 3不同类型的氢原子反应性能是有一定差别的。
1普通命名法(习惯命名法)由碳原子的数目依次称为甲烷、乙烷……癸烷,自十一个碳原子以后依次称为十一烷、十二烷……丁烷C H 3CH 2CH 2CH 3CH 3(CH 2)10CH 3十二烷烷烃的英文词尾是-ane 。
烷烃与氯气的取代反应
烷烃与氯气的取代反应指的是一种化学反应,即烷烃分子中的氢原子被氯气中的氯原子取代的反应。
该反应通常发生在光照或高温下,生成的产物是氢氯酸和氯代烷烃。
反应示例:
CH4 + Cl2 →CH3Cl + HCl
C2H6 + Cl2 →C2H5Cl + HCl
C3H8 + Cl2 →C3H7Cl + HCl
反应机理:
该反应通常由自由基反应发生,可以分为以下几个步骤:
1. 氯分子在紫外光或高温下裂解为两个氯自由基。
Cl2 →2Cl·
2. 烷烃分子中的一个氢原子被氯自由基取代,生成烷基自由基。
RH + Cl·→R·+ HCl
3. 烷基自由基与氯分子发生取代反应形成氯代烷基自由基。
R·+ Cl2 →RCl + Cl·
4. 烷基自由基与氯代烷基自由基相遇形成产物和自由基。
R·+ R'Cl →RR' + Cl·
5. 自由基继续反应,生成氢氯酸和氯代烷烃。
Cl·+ H2 →HCl
RCl + Cl·→RCl2
总的反应方程式:
RH + Cl2 →RCl + HCl。
第二章 烷烃一 . 基本内容1. 定义及命名法只含碳和氢两种元素且分子中只存在单键的饱和烃称为烷烃。
除简单的烷烃可以用普通命名法外,主要是掌握系统命名法,系统命名法的原则如下:(1)选取主链:选择最长的碳链作为母体,称为某烷。
当有一种以上的碳链可供选择时,应选择碳链上支链(支链可视为取代基)最多的碳链作母体。
(2)主链编号:编号的原则是从最靠近取代基的一端开始依次用阿拉伯数字编号,位次和取代基之间要用半字线“-”连接。
当首先出现的取代基所连碳原子的编号相同时,则尽可能使连有较多取代基的碳原子的编号最小,如CH 3CH 2CH(CH 2CH 3)C- (CH 3)2CH 2CH 3应命名为3,3-二甲基-4-乙基己烷。
主链上碳原子的编号有几种可能时,则采取“最低系列”的编号方法,即逐个比较两种编号中取代基位次的数字,最先遇到位次较低者,定为“最低系列”,如CH 3CH(CH 3)CH 2CH(CH 3)CH(CH 3)CH 3命名为2,3,5-三甲基己烷。
(3)取代基的名称写在母体名称之前,取代基的排列次序按“优先次序规则”排列,将较优的基团后列出。
2. 反应烷烃在常温下与强酸(如浓硫酸、浓硝酸),强碱(如熔化的氢氧化钠),强氧化剂(如重铬酸钾、高锰酸钾),强还原剂(如锌加盐酸、钠加乙醇)等都不起反应或反应速度很慢。
但在适当的温度、压力和催化剂的作用下可以起反应。
(1) 烷烃的燃烧:烷烃完全燃烧生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。
反应的通式为:(2)烷烃的热解:烷烃热解时,碳-碳或碳-氢键断裂,生成含有未配对电子的烷基自由基,烷基自由基的反应活性很高,寿命很短,可发生如下反应: CH 3· + ·CH 2CH 3 → CH 3CH 2CH 3 ·CH 2CH 3 + ·CH 2CH 3 → CH 3CH 3 + CH 2=CH 2(3) 烷烃的卤化C H 2n +2+O 2n CO 2+n+1H 2On 3n +12烷烃的卤化产物通常是混合物。
烷烃卤代与氯气方程式C2H6+CL2==C2H5CL+HCL,CH3CH2Cl。
取代反应是指化合物或有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应。
乙烷与氯气的取代反应方程式用通式表示为:R-L(反应基质)+A-B(进攻试剂)→R-A(取代产物)+L-B(离去基团)属于化学反应的一类。
取代反应在有机化学中非常重要,而无机化学中同样存在取代反应,并非只限于有机化学烷烃卤一、分类卤代烷可以根据卤原子所连接的碳原子的不同来分类。
当卤原子分别与伯、仲或叔碳原子相连时,分别称为伯、仲或叔卤代烷。
例如:CH3CH2CH2Cl1-氯丙烷(1°)根据卤原子数不同分为一卤代烷,二卤代烷,多卤代烷。
根据卤原子种类不同分为氟代烷,氯代烷,溴代烷,碘代烷。
根据烷基的不同分为饱和卤代烷,不饱和卤代烷,卤代芳烃。
二、命名规则一些简单常见的卤代烷通常用普通命名法命名,如甲基氯、异丙基溴、叔丁基氯等。
卤代烷的系统命名:(a)选择连有卤原子的碳原子在内的最长碳链作为主链,根据主链的碳原子数称为“某烷”;(b)支链和卤原子均作为取代基(c)将取代基的名称和位次写在主链烷烃名称之前,即得全名。
三、元素组成碳、卤素(氟、氯、溴、碘)、氢注:有些卤代烷不含氢,比如四氯化碳(CCl)四、物理性质在卤代烷(氟代烷除外)中,只有氯甲烷、氯乙烷、一氯乙烯和溴甲烷为气体,其余均为无色液体或固体。
但碘代烷和溴代烷,尤其是碘代烷,长期放置因分解产生游离碘和溴而有颜色。
一卤代烷有不愉快的气味,其蒸汽有毒。
它们均不溶于水,而溶于弱极性或非极性的乙醚、苯、烃等有机溶剂,某些卤代烷本身即是很好的有机溶剂,如二氯甲烷、四氯化碳等。
在卤代烷分子中,随卤原子数目的增多,化合物的可燃性降低。
卤代烷的沸点随分子中碳原子数的增加而升高。
碳原子数相同的卤代烷,沸点则是:碘代烷>溴代烷>氯代烷。
在异构体中,支链越多沸点越低。
烷烃可以发生的氧化反应方程式烷烃是由碳和氢组成的一类有机化合物,通式为CnH2n+2。
由于其分子结构中仅含有碳和氢元素,烷烃是一类饱和化合物,与其他有机化合物相比,其反应性较差。
然而,在一定条件下,烷烃仍然可以发生氧化反应。
本文将从烷烃的氧化反应机理、主要反应类型和具体反应方程式等方面进行详细论述。
首先,我们来了解一下烷烃的氧化反应机理。
烷烃的氧化反应是指其分子中的碳-碳和碳-氢键被氧化剂(例如氧气或过氧化氢等)氧化而断裂的过程。
在烷烃的氧化反应中,碳-碳键和碳-氢键的断裂可以进一步导致一系列的反应产物生成,包括醇、醛、酮、酸等。
烷烃的氧化反应主要可以分为以下几种类型。
1.燃烧反应:烷烃与氧气发生直接氧化反应产生二氧化碳和水。
这是烷烃最常见的氧化方式,也是烷烃起火和燃烧的基本过程。
燃烧反应可用以下方程式表示:烷烃+氧气→二氧化碳+水例如,甲烷(CH4)在氧气中燃烧的反应方程式为:CH4 + 2O2 → CO2 + 2H2O2.氧化剂氧化反应:除了燃烧反应外,烷烃还可以被氧化剂氧化,生成具有氧化剂氧原子的相应产物。
具体反应方程式如下:烷烃+氧化剂→氧化产物例如,甲烷可以与过氧化氢发生氧化反应,生成甲醇:CH4 + H2O2 → CH3OH + H2O3.单质氧氧化反应:烷烃可以与氧反应生成相应的氧化产物。
具体反应方程式如下:烷烃+ O2 →氧化产物例如,乙烷(C2H6)可以与氧气发生氧化反应,生成乙醛:2C2H6 + O2 → 2CH3CHO4.湿式氧化反应:烷烃可以通过与酸性过氧化氢(或酸性高价态氯)反应,发生一系列的氧化反应。
具体反应方程式如下:烷烃+酸性过氧化氢(或酸性高价态氯)→氧化产物例如,乙烷可以与高价态氯反应,生成乙醛:2C2H6 + Cl2 → 2CH3CHO + H2在实际的烷烃氧化反应中,反应条件对反应类型和产物选择有重要影响。
一般来说,高温、光照和催化剂等条件有助于促进烷烃的氧化反应。