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1、碳原子皆采取sp杂化个sp杂化轨道在空间呈正四面体 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望 分子立体模型分子立体模型：球棒模型（Kekule模型）和比例模型（Stuart模型）。12/6/20222（2）烯烃的结构）烯烃的结构 杂化轨道类型杂化轨道类型碳原子sp2杂化，三个杂化轨道处于同一平面内，夹角为120，未参与杂化pz轨道的对称轴垂直于sp2杂化轨道对称轴所在的平面。示例示例乙烯：碳的2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道重叠形成CH键，第三个
2、sp2杂化轨道相互重叠形成CC键，五个键的对称轴在同一平面内。乙烯中所有原子都处于同一平面内，是平面型分子。未参与杂化的pz轨道形成CC键。12/6/20223（3）炔烃的结构）炔烃的结构 杂化轨道类型杂化轨道类型碳原子sp杂化，两个sp杂化轨道的对称轴成180夹角，空间分布呈直线形。未参与杂化的py和pz轨道的对称轴相互垂直，并都垂直于sp杂化轨道的对称轴。示例示例乙炔：两个碳原子的sp杂化轨道沿各自对称轴形成CC键，另两个sp杂化轨道分别与两个氢原子的1s轨道重叠形成两个CH键，两个py轨道和两个pz轨道分别从侧面相互重叠，形成两个相互垂直的CC键，形成乙炔分子。12/6/20224 补充
3、：三种键的比较补充：三种键的比较(1P40)：CCC=CCC键能/kJmol-1347611837键长/nm0.1540.1340.120 结论结论：1、双键和叁键的平均键能比单键弱；2、双键和叁键的键长比单键短 键的特点键的特点键不能单独存在，只能与键共存于双键或叁键中；若两个碳原子绕CC键键轴旋转，CC键将被破坏。键重叠程度小，且位于成键原子周围分成上下层，原子对其束缚力低，电子去易流动，键不牢固，易受亲电试剂E+的进攻。12/6/20225（4）环烷烃的结构）环烷烃的结构 杂化轨道类型杂化轨道类型：sp3 示例及结构示例及结构环丙烷环丙烷碳原子sp3杂化，但sp3杂化轨道对称轴不在一条直
4、线上。CC其夹角是105.5，形成的CC键是弯曲的，称为弯曲键或香蕉键。结构特点及变化规律结构特点及变化规律sp3杂化轨道的C-C之间夹角是105.5。sp3杂化轨道对称轴间的夹角是109.5。故环丙烷分子内总是存在一种开环的张力角张力，它力图使CCC键角恢复到109.5。环丙烷的弯曲键中，杂化轨道重叠少，键不牢固。12/6/20226电子云分布在连接两个碳原子的直线外侧，易受亲电试剂E+（如HBr等）进攻而开环。相邻两个碳原子上的CH键是重叠式排列(键长0.1089nm，短于直链的CH键长0.1095nm)，存在扭转张力，是引起环丙烷不稳定的又一原因。环丁烷、环戊烷、环己烷分子的碳原子均不处
5、于同一平面内：环丁烷是蝴蝶结构，环戊烷有信封型和扭曲型两种不同结构。环丁烷和环戊烷的CCC键角均没有达到109.5，均存在角张力，但比环丙烷的小。环己烷分子中CCC键角为109.5，没有角张力。故环丙烷、环丁烷、环戊烷、环己烷的环的稳定性依次增大。12/6/20227（5）共轭二烯烃的结构）共轭二烯烃的结构(以1,3丁二烯为例)键参数键参数 所有原子都共平面；键角都接近120；碳碳双键键长（137.3pm）比乙烯的双键（134.0pm）长，单键（148.0pm）比乙烷的（154.0pm）短。键长趋于平均（双键变长，单键变短）杂化轨道类型杂化轨道类型sp2杂化，形成3个CC键，并与6个氢原子形成
6、6个CH键。四个pz轨道相互平行，且都能侧面交盖，形成一个整体键，称大键或共轭键。12/6/20228 定域键定域键(localizedbond)。电子云局限在两个碳原子之间的键。例：乙烯分子。离域键离域键(delocalizedbond)。电子云不是局限在C1C2和C3C4之间，而是扩展或离域到所有碳原子周围，形成一个整体键，称大键或共轭键。例：1,3丁二烯的构造式用CH2=CHCH=CH2表示，但应牢记分子中的单双键已不是普通的单双键。共轭分子和共轭系统共轭分子和共轭系统有单、双键交替排列的分子称共轭分子；1,3丁二烯共轭系统称，共轭系统(体系)。12/6/20229 共轭效应共轭效应在共
7、轭分子中，由于电子在整个系统中的离域，故任何一个原子受到外界的影响，均会影响到分子的其余部分，这种电子通过共轭系统传递的现象，称为共轭效应。后果后果：单双键平均化；分子能量显著降低，稳定性增加。例：1,3戊二烯和1,4戊二烯的氢化热：CH3CH=CHCH=CH2+2H2CH3CH2CH2CH2CH3氢化热226kJmol-1CH2=CHCH2CH=CH2+2H2CH3CH2CH2CH2CH3氢化热254kJmol-112/6/2022104 4 脂肪烃和脂环烃的构造异构脂肪烃和脂环烃的构造异构（1 1）烷烃的构造异构）烷烃的构造异构 (constitutional isomery)定义定义分子
8、中原子的连接方式和排列次序不同产生的异构；开链烷烃中的构造异构是由于碳骨架不同引起的，故烷烃的构造异构又称为碳碳架异构架异构(carbon skeletal isomery)。构造异构的数目构造异构的数目随碳原子数增加，异构体数目迅速增加：甲、乙和丙烷只有一种异构体，丁烷有2种，戊烷有3种：正戊烷、异戊烷和新戊烷。碳数为6，7，8和20的烷烃，异构体数目分别为5，9，18和366 319。12/6/202211（2）烯、炔烃的构造异构）烯、炔烃的构造异构烯、炔烃除碳架异构外，还有官能团位置异构。如：CH2=CHCH2CH3（1丁烯），CH3CH=CHCH3（2丁烯）；CHCCH2CH3（1丁炔
9、），CH3CCCH3（2丁炔）（3）脂环烃的构造异构）脂环烃的构造异构 脂环烃的构造异构比较复杂。成环碳原子个数、取代基及取代基位次不同都可引起构造异构。例如：12/6/202212（4）顺反异构）顺反异构 引入引入研究发现，CH3CH=CHCH3（2丁烯）存在性质上有微小差别的异构体A（沸点3.5）和B（沸点0.9），其原因是双键上连接的四个基团在空间排列方式不同，而构造完全相同。定义定义由于键或环的存在，造成原子或基团在空间排列方式（即构型）不同而产生的异构现象，称为顺顺反反异异构构现现象象(cia-transisomerism)，形成的同分异构体称为顺反异构体顺反异构体。说明说明当双键的
10、一个碳原子上有两个相同基团时，该双键无顺反异构12/6/20221315.2.2 脂肪烃和脂环烃的命名脂肪烃和脂环烃的命名1 习惯命名法习惯命名法(普通命名法，只适用于简单结构的烃类)规定规定十个碳以下用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十个碳以上用十一、十二表示碳原子数目；以前缀“正”（n）、“异(i,或iso)”、“新”区分异构体：直链为“正”；仅在一末端有(CH3)2CH而无其它支链的为“异”；专指具有(CH3)3C的含五、六个碳原子为“新”构烃。例(异丁烯错)：12/6/2022142 衍生物命名法衍生物命名法(只能适用于简单结构的烃类)原则原则：把复杂化合物看成简单化合物的衍生
11、物。烃基烃基烃分子中去掉一个氢剩余的部分称为烃基。例：12/6/202215 规定规定母体选择的原则：分子中连接烃基最多的碳原子或官能团作为母体；母体名称是同系列中最简单的化合物(甲烷，乙烯，乙炔)。母体上的烃基排列次序：按从小到大的次序排列，相同的烃基要合并，并写出该烃基的个数。例：12/6/2022163 系统命名法系统命名法（80年原则）：（1）选择母体主链）选择母体主链 含有官能团、支链最多、最长碳链为母体主链（烷烃无官能团）（2）主链编号）主链编号“最低系列原则”：首先，保证官能团位次最小；其次，使小的支链或取代基位次尽可能小。（3）次序规则）次序规则(sequencerule)支链
12、或取代基的大小是指取代基在次序规则中的排序，用“”表示优于。次序规则如下：（a）取代基或官能团第一个原子按原子序数排列，原子序数大者为“较优基团”；同位素质量高者较优。例：IBrClSFONCDH(孤对电子，视其原子序数为0)。12/6/202217（b）若两个基团的第一个原子相同，则比较与它相连的第二，甚至第三、第四个原子，直到比较出差别。CH2CH3CH3(C,H,HH,H,H)；CH2ClCH2OH(Cl,H,HO,H,H)；C(CH3)3CH(CH3)2CH2CH3CH3。（c）支链或取代基有重键时，拆开重键，连上相同的原子比较：常见基团中存在以下优先次序：（4）母体烃命名）母体烃命名
13、 取代基按从小到大的顺序放在母体前面，用主链上碳原子的编号标明位次，位次与取代基间用半字线“”隔开。相同取代基或官能团要合并，用大写数字表示其数目，并逐个标明其所在位次，各位次间用逗号“，”分开。官能团的位次标明后，根据母体碳原子个数和官能团写出化合物名称：12/6/202218当双、叁键同时存在于主链时，应使双、叁键位次尽可能低。当双、叁键位次有选择时，使双键位次较低，命名时烯前炔后：12/6/202219（5）顺）顺 反命名法和反命名法和Z E命名法命名法 顺顺-反式命名反式命名 当相同的原子或基团处于双键或环的同侧时，称为顺式（cis），反之称为反式（trans）。例如：12/6/202220 Z-E命名命名 当双键上连接的四个原子或基团都不相同时，顺反命名法无法命名，可以用ZE命名法命名该烯烃。例如：在次序规则中，若ab，de或ab，db，de或ae时，即“较优”基团处于双键的异侧，其构型为E。例如(中间一个有误)：作业：P865习题15.1中的“1”的c,d,e,f,n,p；“2”的a,c,d,e；“3”的d,f,i,o(9月8日，3-4到此止，每周一交作业)12/6/202221