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1、1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名CH3CHCH3CH2CH2CH3异己烷异己烷c.用用“新新”表示有表示有 的烷烃的烷烃CH3CCH3CH3CH3CCH3CH3CH3新戊烷新戊烷CH3CCH3CH2CH2CH3CH3新庚烷新庚烷*用正、异、新只能区别五个碳以下的同分异构体用正、异、新只能区别五个碳以下的同分异构体1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名c. 编号时从支链最近的一端开始编号时从支链最近的一端开始（最小）（最小）12345671234567d. 命名时合并所有相同基团命名时合并所有相同基团 （最简）（最简）12345672，3，6-三甲基庚烷三甲基庚烷1.1 烷烃的结构和命
2、名烷烃的结构和命名e. 复杂取代基的命名复杂取代基的命名*取最长碳链作为取代基的主链取最长碳链作为取代基的主链*取代基主链含有尽可能多的支链取代基主链含有尽可能多的支链*编号从与主链相连的碳原子处开始编号从与主链相连的碳原子处开始*合并取代基主链上所有相同的取代基合并取代基主链上所有相同的取代基9345671281232，6-二甲基二甲基-5-（1，2-二甲基丙基）壬烷二甲基丙基）壬烷1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名6、顺序规则、顺序规则a.将单原子取代基按原子序数大小排列，原子序数大的将单原子取代基按原子序数大小排列，原子序数大的 顺序大，原子序数小的顺序小。顺序大，原子序数小的顺序
3、小。I Br Cl S P F O N C D Hb.如果两个多原子基团的第一个原子相同，则比较与它如果两个多原子基团的第一个原子相同，则比较与它 相连的其它原子，比较时按原子序数排列，先比较最相连的其它原子，比较时按原子序数排列，先比较最 大的，仍相同，再比较居中的、最小的。大的，仍相同，再比较居中的、最小的。CH CH2CH3CH3CH2CH35-丙基丙基-7-异丙基十一烷异丙基十一烷1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名c.含有双键或三键的基团，可以认为连有两个或三个相含有双键或三键的基团，可以认为连有两个或三个相 同的原子。同的原子。 例如下列基团排列顺序大小例如下列基团排列顺序大小
4、C CHCH CH2C(CH3)3CH(CH3)2C CCCCCHC CH3CH3CH3C CHCHCHC CH3HCH31.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名二、结构理论二、结构理论1.价键理论价键理论 （经常使用）（经常使用）电子配对电子配对轨道重叠轨道重叠饱和性饱和性方向性方向性 （头碰头、肩并肩）（头碰头、肩并肩）*杂化轨道杂化轨道C2s2p跃跃迁迁2s2p杂化sp3s轨轨道道p轨轨道道sp杂杂化化轨轨道道1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名杂化sp22psp杂杂化化轨轨道道sp2p杂化sp杂杂化化轨轨道道1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名sp杂杂化化轨轨道道sp杂杂化化轨
5、轨道道sp杂杂化化轨轨道道HHH110pm108pm106pm价键理论核心思想：价电子价键理论核心思想：价电子定域定域在两个原子核之间在两个原子核之间1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名2. 分子轨道理论分子轨道理论 （经常不使用）（经常不使用）原子轨道原子轨道线性组合线性组合分子轨道分子轨道CH2CHCH CH2 1 2 3 4 *原子轨道原子轨道分子轨道分子轨道原子轨道原子轨道1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名线性组合的条件：轨道能量相近、对称性匹配线性组合的条件：轨道能量相近、对称性匹配CH2CHCH CH2137pm 146pm 优点：能很好的解释电子离域，优点：能很好的解释
6、电子离域，即共价键的电子不局限在两个原子核区域内运动即共价键的电子不局限在两个原子核区域内运动分子轨道理论核心思想：分子轨道理论核心思想：离域离域价电子为整个分子所共享价电子为整个分子所共享1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名3.共振论共振论（比较经常使用）（比较经常使用） 二十世纪三十年代由美国加州理工学院鲍林（二十世纪三十年代由美国加州理工学院鲍林（Pauling L.）提出来的一个化学理论。它的要点如下：提出来的一个化学理论。它的要点如下： 用经典的价键结构式无法描述分子用经典的价键结构式无法描述分子( (离子等离子等) )的真实结的真实结构时，可用两个或多个价键式描述构时，可用两个
7、或多个价键式描述. . 分子的真实结构可认为是分子的真实结构可认为是两个或多个价键式的杂化体两个或多个价键式的杂化体称这些经典的价键结构式为共振（结构）式称这些经典的价键结构式为共振（结构）式这些共振（结构）式是人们假想的，不是真实存在这些共振（结构）式是人们假想的，不是真实存在1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名（非经典结构式）（非经典结构式）共振式共振式I共振式共振式II杂化体杂化体杂化体既不是这些共振杂化体既不是这些共振结构的混合物也不是它们的互变平衡体系，而是一个具有结构的混合物也不是它们的互变平衡体系，而是一个具有确定结构的单一体，它不能用任何一个共振结构来代替。确定结构的单一体
8、，它不能用任何一个共振结构来代替。共振论的核心思想：用不存在的结构描述真实的结构共振论的核心思想：用不存在的结构描述真实的结构1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名NaOHCH3C OHO18HCH3C ONaO18CH3C OHO18CH3C OO18CH3C OO18CH3COO18CH3COO18NaCH3C OHO18CH3C OOH181.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名写共振式的规则：写共振式的规则：a.共振式中原子核位置不能移动共振式中原子核位置不能移动（核不动）（核不动）CH3C HOCH3C HOCH2COHHb.未成对电子数不变未成对电子数不变（数不变）（数不变）CH
9、2CH2CH123CH2CH2CH123CH2CH2CH1231.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名c.表观能量越低的共振式对杂化体的贡献越大（能量低）表观能量越低的共振式对杂化体的贡献越大（能量低）CH3C HOCH3C HOCH3C HO能量低能量低能量较高能量较高能量最高能量最高共振式稳定性原则：共振式稳定性原则：*共价键多稳定共价键多稳定*电荷分散稳定电荷分散稳定1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名d. 所有参与共振的原子应在同一平面（共平面）所有参与共振的原子应在同一平面（共平面）CH2CHCHCH2Br2CH2CHCHCH2BrBrBrCH2CH CHCH2BrBrBrBrB
10、rBr2BrBrBrBrBrBrBr1.1 烷烃的结构和命名烷烃的结构和命名1.2 异构现象异构现象一、构型异构一、构型异构构型：指分子中原子或基团的连接状态构型：指分子中原子或基团的连接状态1. 碳链异构碳链异构2. 官能团异构官能团异构CH3O CH3CH3CH2OH3. 几何异构几何异构C CCH3HHCH3C CCH3HCH3H1.2 异构现象异构现象4. 互变异构互变异构CH3C HOCH2COHH5. 对映异构对映异构COOHCCH3OHHCH3CCOOHHOH1.2 异构现象异构现象二、构象异构二、构象异构构象：由于构象：由于 键自由旋转使分子中原子或基团在空间键自由旋转使分子中
11、原子或基团在空间产生不同的排列，这种特定的排列形式称为构象。产生不同的排列，这种特定的排列形式称为构象。1.构象的表示方法构象的表示方法a.伞型式伞型式HCCHHHHH交叉式交叉式HCCHHHHH重叠式重叠式110pm154pm109.5 230pm1.2 异构现象异构现象一些原子或基团的范德华半径一些原子或基团的范德华半径（单位：（单位：pm）H CH3 N O F S Cl P Br I120 200 150 140 135 185 180 190 195 215b. 锯架式锯架式HHHHHHHHHHHH重叠式重叠式交叉式交叉式斜放在眼前斜放在眼前缺点：氢与氢位置以及键角不很明确缺点：氢与
12、氢位置以及键角不很明确1.2 异构现象异构现象b. Newman式式垂直放在眼前垂直放在眼前HHHHHH交叉式交叉式HHHHHH重叠式重叠式优点：位置明确优点：位置明确1.2 异构现象异构现象2.乙烷的构象与分子内能乙烷的构象与分子内能1.2 异构现象异构现象2.丁烷的构象与分子内能丁烷的构象与分子内能1.3 烷烃的物理性质烷烃的物理性质感官性：感官性：（颜色、气味）（颜色、气味）无色、低级有味、高级无味无色、低级有味、高级无味物理常数：物理常数：比重比重dCH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CHHH CHH3、电子效应理论及对自由基稳定性的解释、电子效应理论及对自由基稳定性的解释电子效
13、应：原子或基团对反应中心的电子有效性的影响，电子效应：原子或基团对反应中心的电子有效性的影响，具体可以分为诱导效应、共轭效应、超共轭效应三种具体可以分为诱导效应、共轭效应、超共轭效应三种1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质. 诱导效应诱导效应因原子电负性的差异或基团极性差异而引起电子沿分子链因原子电负性的差异或基团极性差异而引起电子沿分子链向某一方向传递的电子效应。向某一方向传递的电子效应。ClCH2CH2CH2CH2CH3+-诱导效应特点：诱导效应特点： 1 1、沿、沿键传递键传递2 2、短程永久效应、短程永久效应吸电子诱导效应记作吸电子诱导效应记作I，推电子诱导效应记作，推电子诱导
14、效应记作+I如如 -I:+I:FOHNO2CH3R1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质习题：习题：分析酸性的原因分析酸性的原因ClCH2COOH CH3COOHNCH3CH3CH3NClClCH3比较比较和和碱性大小碱性大小1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质. 共轭效应共轭效应:因电子云密度的差异而引起的电子通过共轭体系沿分子链因电子云密度的差异而引起的电子通过共轭体系沿分子链向某一方向传递的电子效应。向某一方向传递的电子效应。共轭体系的类型共轭体系的类型-共轭1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质p-共轭OOCH3p-p共轭ClCH2ClCHH.1.5 1.5 烷烃的
15、化学性质烷烃的化学性质吸电子共轭效应记作吸电子共轭效应记作，推电子共轭效应记作，推电子共轭效应记作+如如 +C:-C:H2O OHNH2NO2COOHCNOOHOHH2OOOHOHH2OCNCN特点：特点：长程的、可遍及整个长程的、可遍及整个共轭体系的效应共轭体系的效应1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质 超共轭效应：超共轭效应： CH CH 键与键与 键或轨道之间键或轨道之间的的共轭共轭CH3CHCH2HH因为因为109.5109.5 跟跟9090 差不多，所以可以微弱的肩并肩重叠，差不多，所以可以微弱的肩并肩重叠，HHHHCH3CH2特点：超共轭效应永远是推电子电子效应特点：超共轭
16、效应永远是推电子电子效应1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质共轭效应共轭效应 超共轭效应超共轭效应 诱导效应诱导效应CH2CHCH2HHHHHCH2HHp-共轭 自由基只有自由基只有7 7个电子，缺电子，个电子，缺电子，通过通过共轭把共轭把键电子分过来一部分来稳定结构。键电子分过来一部分来稳定结构。1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质(CH3)3CHHHHHH超共轭效应超共轭效应有有9 9个个CH 的超共轭效应来稳定中间碳的缺电子结构。的超共轭效应来稳定中间碳的缺电子结构。总之，在缺电子时需要有基团来补，多电子时需要有基团来分散才稳定总之，在缺电子时需要有基团来补，多电子时需要
17、有基团来分散才稳定.自由基的稳定性自由基的稳定性CH2CH2CHCH2CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CHHH CHH1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质同理可得碳正离子稳定性：同理可得碳正离子稳定性：CH2CH2CHCH2CH3CCH3CH3CH3CHCH3CH3CHHH CHH碳负离子稳定性：碳负离子稳定性：CH2CH2CHCH2H CHHCH3CHHCH3CHCH3CH3CCH3CH31.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质4、卤代反应的活性和选择性、卤代反应的活性和选择性CH3CH2CH3Cl2 h 25 CoCH3CH2CH2ClCH3CHCH3Cl75% 25
18、% 75% 25% 46% 54%46% 54%Cl2CH3CHCH3CH3 h 25 CoCH3CHCH2ClCH3CH3CCH3CH3Cl90% 10% 90% 10% 64% 36%64% 36%1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质从上面可以看出三种氢反应活性不同从上面可以看出三种氢反应活性不同=466542/1 H : 2 Hoo= 1 : 3.5=649362/1 H : 3 Hoo = 1 : 5氯代反应氯代反应1 H : 2 H : 3 Hooo= 1 : 3.5 : 5原因：原因： 一、二、三级自由基稳定性顺序决定一、二、三级自由基稳定性顺序决定1.5 1.5 烷烃的化
19、学性质烷烃的化学性质CH3CH2CH3Br2 h 127 CoCH3CH2CH2BrCH3CHCH3Br75% 25% 75% 25% 3% 97%3% 97%Br2 h 127 CoCH3CHCH3CH3CH3CHCH2BrCH3CH3CCH3CH3Br90% 10% 90% 10% 99%99%溴代反应溴代反应1 H : 2 H : 3 Hooo= 1 : 82 : 1600反应选择性：反应选择性： 反应部位的专一程度反应部位的专一程度溴代反应比氯代反应选择性好溴代反应比氯代反应选择性好1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质Hammond假设对溴代比氯代选择性好的解释假设对溴代比氯代
20、选择性好的解释 H1=(-366.1)-(-410)=+43.9kJ/mol-1 H2=(-366.1)-(-397.5)=+31.4kJ/mol-1Ea1-Ea212.5kJ/mol-11.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质H1=(-431.8)-(-410)=-21.8kJ/mol-1 H2=(-431.8)-(-397.5)=-34.3kJ/mol-1Ea1-Ea24.2kJ/mol-1V=Ae-Ea/RTV1=Ae-Ea1/RTV2=Ae-Ea2/RTV1/V2=Ae-(Ea1-Ea2)/RT1.5 1.5 烷烃的化学性质烷烃的化学性质当当T450T450时，全部活化了，就没有了选择性，时，全部活化了，就没有了选择性，3:13:1就是就是3:13:1