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(共19张PPT)
2.1 烷 烃
一、 烷烃的结构
1、碳原子的四面体概念及分子模型
为了解释有机化合物的对映异构现象，1874年Van‘t Hoff J H提出了碳原子四面体结构。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，四个原子或原子团位于四面体的顶点上。甲烷分子的构型是正四面体。
甲烷的球棍模型
甲烷的斯陶特模型
2.1 烷 烃
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烃（碳氢化合物）：只由C、H两种元素组成的化合物。
烷烃：脂肪烃分子中只含有C－C单键和C－H键的烃。
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CH4
四个C-H共价键
C 达到8电子的稳定结构，H 达到2电子的稳定结构
1.碳原子的四价
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1874年，范托霍夫提出了碳原子的四面体概念。
甲烷分子是一个正四面体，碳原子位于正四面体的中心，它的4个共价键从中心指向正四面体的4个顶点，并和氢原子连接，键角为109.5°。
碳原子的四面体
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109°28’
C
H
H
H
H
+
+
+
+
_
_
_
_
109°28’
4个 sp3
+ 4
H
碳原子的四面体
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它们的空间取向是分别指向四面体的顶点。sp3轨道的对称轴之间互成109.5 °。甲烷的四个C—H键完全相同，键角为109.5°,键长为0.110nm。
甲烷中的碳为sp3杂化，四个杂化轨道完全一样，分别与氢原子的1s轨道重叠，形成4个等同的C—Hσ键，因此甲烷分子具有正四面体的空间结构。这种σ键，电子云重叠是沿键轴方向，键的旋转不影响电子云的重叠，故可以自由旋转。
2. 碳原子的sp3杂化
C 1S22S22P2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是四价，而不是二价。杂化轨道理论认为，在形成分子的过程中，一个电子从2s激发到2pz：
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2
s
2
p
x
2
p
y
2
p
z
激发
·
2
s
2
p
x
2
p
y
2
p
z
杂化
s
p
3
s
p
3
s
p
3
s
p
3
s
p
3
4
个
在其他烷烃中，C均以sp3杂化轨道成键，因此也都具有呈四面体结构。由于σ键可以自由旋转，所以烷烃的结构不像我们所写的那样一成不变，而是运动的，一般以锯齿形存在，并且在平衡位置不断振动。例如丁烷的分子。
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二、 烷烃的命名
1、伯、仲、叔、季碳原子
只与一个碳原子相连的称为“伯” 或一级碳原子，常用1o表示；
与两个碳原子相连的称为“仲” 或二级碳原子，常用2o表示；
与三个碳原子相连的称为“叔” 或三级碳原子，常用3o表示；
与四个碳原子相连的称为“季” 或四级碳原子，常用4o表示。
与伯、仲、叔碳原子相连的氢原子，分别称为伯、仲、叔氢原子。 如：
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2、烷基
(1)从烷烃分子中去掉一个氢原子后所剩下的基团称为烷基。
烷基 名称 通常符号
CH3— 甲基 Me
CH3CH2 — 乙基 Et
CH3CH2CH2 — 正丙基 n-Pr
(CH3)2CH — 异丙基 i-Pr
CH3CH2CH2CH2 — 正丁基 n-Bu
(CH3)2CHCH2 — 异丁基 i-Bu
CH3CH2CH(CH3) — 仲丁基 s-Bu
(CH3)3C — 叔丁基 t-Bu
烷基的通式为CnH2n+1 — ，常用R—表示 。
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(2)从烷烃分子中去掉两个氢原子后剩下的基团称为
亚某基
(3)从烷烃分子中去掉三个氢原子后剩下的基团称为
次某基
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(1)习惯命名法
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。十以上的用汉字数字表示碳原子数，用正、异、新表示同分异构体。
如：C11H24，叫十一烷。
（a）凡直链烷烃叫正某烷。如：CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷
（b）只有(CH3)2CH- 端链的烷烃称为"异某烷"。
烷烃的命名
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（c）只有(CH3)3C— 端链的烷烃称为“新某烷”。
习惯命名法只能命名简单的化合物。
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(2)衍生命名法
衍生命名法以甲烷为母体，把其他烷烃看作是甲烷的烷基衍生物，即甲烷分子中的氢原子被烷基取代所得到的衍生物。命名时，把连接烷基最多的碳原子作为母体碳原子；按简单基团在前，复杂基团在后的原则命名。如：
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(3)系统命名法
系统命名法是中国化学学会根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）制定的有机化合物命名原则，再结合我国汉字的特点而制定的。
在系统命名法中，对于直链烷烃的命名和习惯命名法是基本相同的，仅不写上“正”字。CH3CH2CH2CH2CH3普通命名法叫正戊烷，系统命名法叫戊烷。
对于支链烷烃，把它看作是直链烷烃的烷基取代衍生物。
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支链烷烃的系统命名法原则如下：
（1）选取主链（母体）
a.选择含碳原子数目最多的碳链作为主链，支链作为取代基。 b.分子中有两条以上等长碳链时，则选择支链多的一条为主链。
( 2)对主链碳原子编号
a.从距离取代基的一端开始，将主链碳原子依次用1、2、3……编号 。如：
例如：
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b. 当取代基的位置相同时，则从连较简单的取代基一端开始编号。
c.若在上述基础上，编号仍有选择性，则使各取代基位置和最小。
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(3)命名遵循以下原则： a.将支链（取代基）写在主链名称的前面。
b.取代基按“次序规则”小的基团优先列出。
常见烷基的大小次序：甲基<乙基<正丙基<正丁基<异丁基<异丙基。
c.相同基团合并写出，位置用2，3……标出, 取代基数目用二,三……标出。
d.表示位置的数字间要用“，”隔开，位次和取代基名称之间要用“－” 隔开。如：
烷烃的命名归纳为十六个字：最长碳链，最小定位，同基合并，由简到繁。
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