1、 第二章第二章 烷烴與環(huán)烷烴烷烴與環(huán)烷烴v本章重點：本章重點： 1.烷烴和環(huán)烷烴的命名；烷烴和環(huán)烷烴的命名； 2.2.烷烴和環(huán)烷烴的化學性質(zhì)烷烴和環(huán)烷烴的化學性質(zhì) 3.3.烷烴和環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)；烷烴和環(huán)烷烴的分子結(jié)構(gòu)； 4.4.烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象；烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象； 5.5.烷烴的反應歷程。烷烴的反應歷程。v本章難點：本章難點： 1.1.碳原子的碳原子的SPSP3 3雜化雜化 2.2.烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象；烷烴和環(huán)烷烴的構(gòu)象； 3.3.烷烴和環(huán)烷烴的反應歷程。烷烴和環(huán)烷烴的反應歷程。第二章第二章 烷烴與環(huán)烷烴烷烴與環(huán)烷烴 第一節(jié)第一節(jié) 烷烷 烴烴一、烷烴的結(jié)構(gòu)一、烷烴的結(jié)構(gòu)（一）同系列和同系

2、物（一）同系列和同系物 （略）（略）（二）烷烴的構(gòu)造異構(gòu)（二）烷烴的構(gòu)造異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)碳架異構(gòu)位置官能團順反異構(gòu)旋光異構(gòu)對映異構(gòu)非對映異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)異構(gòu)現(xiàn)現(xiàn)象象構(gòu)造異構(gòu)碳架異構(gòu)位置異異構(gòu)構(gòu)官能團構(gòu)型異構(gòu)順反異構(gòu)旋光異構(gòu)對映異構(gòu)非對映異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)異構(gòu)立立體體異構(gòu)互互変変異異構(gòu)構(gòu) 例如：例如：（三）烷烴的立體結(jié)構(gòu)（三）烷烴的立體結(jié)構(gòu) 1. 1. 甲烷分子的形成甲烷分子的形成(sp(sp3 3雜化雜化) ) C C： 2S2S2 22P2P2 2激激發(fā)發(fā)s sp p3雜雜化化2 2s s2 2P Px x 2 2P Py y 2 2P Pz z2 2s s2 2P Px x 2 2P Py y 2 2P

3、 Pz zs sp p3s sp p3s sp p3s sp p3基基態(tài)態(tài)激激發(fā)發(fā)態(tài)態(tài)雜雜化化態(tài)態(tài)CH3-CH2-CH2-CH3CH3-CH-CH3CH3正正丁丁烷烷（b b. .p p= = ）-0.5 異丁烷(（b.p= ）-10.2碳原子碳原子spsp3 3雜化軌道的形狀及空間分布雜化軌道的形狀及空間分布(a)(a)一個一個spsp3 3雜化軌道的形狀雜化軌道的形狀 (b)(b)四個四個spsp3 3雜化軌道的空間分布雜化軌道的空間分布 ( (小頭端小頭端略去略去)甲烷分子的構(gòu)造甲烷分子的構(gòu)造 甲烷的正四面體和甲烷的正四面體和KekulKekul模型模型CHHHH CHHHHxyz(a)

4、C109.5o109.5o109.5o109.5o(b) 2. 2. 乙烷分子的形成乙烷分子的形成（四）烷烴的構(gòu)象（四）烷烴的構(gòu)象 1. 1. 乙烷的構(gòu)象乙烷的構(gòu)象 （1 1）典型構(gòu)象（交叉式和重疊式）典型構(gòu)象（交叉式和重疊式2 2種）種） CCHHHHHH 戊烷的Kekul模型 乙烷兩種典型構(gòu)象的表示方法乙烷兩種典型構(gòu)象的表示方法 （2 2）優(yōu)勢構(gòu)象（交叉式）優(yōu)勢構(gòu)象（交叉式） 乙烷分子中不同構(gòu)象的能量曲線乙烷分子中不同構(gòu)象的能量曲線 小結(jié)：對于純粹烷烴，繞小結(jié)：對于純粹烷烴，繞C1-C2單鍵相對旋轉(zhuǎn)的典型構(gòu)象只有單鍵相對旋轉(zhuǎn)的典型構(gòu)象只有二種，其優(yōu)勢構(gòu)象為交叉式。二種，其優(yōu)勢構(gòu)象為交叉式。

5、例如：例如： 1. 寫出寫出CH3-CH2CH3和和CH3-CH2CH2CH3的典型構(gòu)象并指出的典型構(gòu)象并指出優(yōu)勢構(gòu)象。優(yōu)勢構(gòu)象。 位能( kJ.mol-1)答案答案:HHHCH3HHHHHCH3HH(1)(2)重疊式交叉式HHHC2H5HHHHHC2H5HH重疊式交叉式（優(yōu)優(yōu)勢勢構(gòu)構(gòu)象象）（優(yōu)優(yōu)勢勢構(gòu)構(gòu)象象）2. 2. 丁烷的構(gòu)象丁烷的構(gòu)象 （1 1）典型構(gòu)象（）典型構(gòu)象（4 4種）種） 對位交叉式（對位交叉式（） 部分重疊式（部分重疊式（） 鄰位交叉式（鄰位交叉式（） 全重疊式（全重疊式（）丁烷的典型構(gòu)象丁烷的典型構(gòu)象H3CHHCH3HHCH3CH3HHHHCH3HHHHH3CH3CHHH

6、HH3CCH3H3CHHHHH3CHHHHH3CHHHHH3CH3CCH3H3CHHHH （2 2）優(yōu)勢構(gòu)象（對位交叉式）優(yōu)勢構(gòu)象（對位交叉式） 位能( kJ.mol-1)丁烷沿丁烷沿C2C2C3 C3 鍵旋轉(zhuǎn)時不同構(gòu)象的能量曲線鍵旋轉(zhuǎn)時不同構(gòu)象的能量曲線 穩(wěn)定性排列順序為：穩(wěn)定性排列順序為： 對位交叉式對位交叉式 鄰位交叉式鄰位交叉式 部分重疊式部分重疊式 全重疊式全重疊式 小結(jié)：小結(jié)： 對于純粹直連烷烴，除繞對于純粹直連烷烴，除繞C1-C2單鍵相對旋轉(zhuǎn)的典單鍵相對旋轉(zhuǎn)的典型構(gòu)象有四種，其優(yōu)勢構(gòu)象為對位交叉式。型構(gòu)象有四種，其優(yōu)勢構(gòu)象為對位交叉式。例如：例如： 1. 寫出寫出CH3CH2-C

7、H2CH2CH3和和CH3CH2CH2-CH2CH2CH3的典型構(gòu)象并指出優(yōu)勢構(gòu)的典型構(gòu)象并指出優(yōu)勢構(gòu)象。象。 2. 寫出寫出ClCH2-CH2CH2CH3的典型構(gòu)象并指出優(yōu)勢的典型構(gòu)象并指出優(yōu)勢構(gòu)象。構(gòu)象。答案：答案：C2H5HHCH3HHHC2H5HCH3HHCH3HHHC2H5HCH3HHHHH5C21 1. .C2H5HHC2H5HHHC2H5HC2H5HHC2H5HHHC2H5HC2H5HHHHH5C2C2H5HHClHHHC2H5HClHHClHHHC2H5HClHHHHH5C22 2. .二、二、烷烴的命名烷烴的命名 （一）碳原子和氫原子的種類碳原子和氫原子的種類 碳原子根據(jù)所處

8、的位置不同，可分為伯（碳原子根據(jù)所處的位置不同，可分為伯（10或第一）、或第一）、仲（仲（20或第二）、叔（或第二）、叔（30或第三）、季（或第三）、季（40或第四）碳原子?；虻谒模┨荚印CH3CH3CHCH2CH3CH3CH32314oo1o1o1o1ooo（二）烷基的概念（二）烷基的概念 烷烴分子中去掉一個氫原子后剩下的部分稱為烷基，烷烴分子中去掉一個氫原子后剩下的部分稱為烷基，用用R表示。常見的烷基有：表示。常見的烷基有： CH3CH3CH2CH3CH2CH2CH3CHCH3CH3CH2CH2CH2甲基甲基 乙基乙基 正丙基正丙基 異丙基異丙基 正丁基正丁基CH3CHCH2CH2CH

9、3CHCH2CH3CH3CHCH2CH3CH3CCH3CH3CH3仲丁基仲丁基 異丁基異丁基 叔丁基叔丁基 異戊基異戊基（三）次序規(guī)則三）次序規(guī)則 1. 1. 將各取代基中與主鏈相連的原子按原子序數(shù)的大小將各取代基中與主鏈相連的原子按原子序數(shù)的大小排列，原子序數(shù)大的為優(yōu)先基團；若兩個原子是同位素，排列，原子序數(shù)大的為優(yōu)先基團；若兩個原子是同位素，則質(zhì)量大的為優(yōu)先基團。如：則質(zhì)量大的為優(yōu)先基團。如：ClClO ON NC CD DH H 2. 2. 若各取代基中與主鏈相連的第一個原子相同，則比若各取代基中與主鏈相連的第一個原子相同，則比較與該原子相連的其他原子（按原子序數(shù)從大到小排列、較與該原子

10、相連的其他原子（按原子序數(shù)從大到小排列、比較）；若仍然相同，則比較第三個，依次類推。例如：比較）；若仍然相同，則比較第三個，依次類推。例如：CHHHCHHCH3CCH3HCH3CHHCH2CH3；乙基甲基異丙基正丙基第一個原子CCCC與第一個原子相連的其他原子C、H、HH、H、HC、C、HC、H、H3. 3. 若與主鏈相連的原子與雙鍵或單鍵相連，則表示該原子連若與主鏈相連的原子與雙鍵或單鍵相連，則表示該原子連有兩個或三個相同的其他原子。例如：有兩個或三個相同的其他原子。例如：CHOCOOHCH=CH2看作CCH2HC HCHHC CH 看作CCHCHC HCC看作C10C10（四）烷烴的命名（

11、四）烷烴的命名 1.1.普通命名法普通命名法 （1 1） 以下用天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、以下用天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）命名；壬、癸）命名；（2 2） 以上用中文數(shù)字（十一、十二以上用中文數(shù)字（十一、十二 ）表示；）表示；（3 3）同分異構(gòu)體用）同分異構(gòu)體用“正正”“”“異異”“”“新新”表示。表示。 正己烷異己烷新己烷正己烷異己烷新己烷CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH-CH2-CH2CH3CH3CH3-C-CH2-CH3CH3CH3 2. 系統(tǒng)命名法（系統(tǒng)命名法（IUPAC命名法）命名法） （1）選主鏈，碳鏈最長，支鏈最多。）選主鏈

12、，碳鏈最長，支鏈最多。CH3CH3CHCH2CH3CH22 2- -甲甲基基戊戊烷烷CH3CH2CHCH2CH2CHCH3CH3CH32,5二二甲甲基基庚庚烷烷CH3CH2CH2CHCH2CH3CH2CH2CH2CH34 4- -乙乙基基辛辛烷烷不不叫叫5 5- -乙乙基基辛辛烷烷2 2，5-5-二甲基二甲基-3-3，4-4-二乙基己烷二乙基己烷CH3CH2CHCHCH2CH3CHHCH3CCH3CH3CH3123456(1)(2) (3)(4) (5) (6)（2 2）定取代基位置）定取代基位置 有多個排序時遵循有多個排序時遵循“最低系列原則最低系列原則”( (最先遇到位次最先遇到位次較低的

13、取代基為最低系列），有多個最低系列時，按較低的取代基為最低系列），有多個最低系列時，按“次次序規(guī)則序規(guī)則”使較優(yōu)基團位次較大。使較優(yōu)基團位次較大。CH3CH(CH2)4CHCHCH2CH3CH3CH3CH32,7,8-三三甲甲基基癸癸烷烷 不不叫叫3 3, ,4 4, ,9 9三三甲甲基基癸癸烷烷CH3CHCH3CH2CCH3CH3CH3CHCH3123456(1)(2)(3)(4)(5)(6)2，2，3，5-四甲基己烷(3)(3)書寫時，在母體名稱前按照書寫時，在母體名稱前按照“次序規(guī)則次序規(guī)則”優(yōu)先基團后列優(yōu)先基團后列出的順序標明取代基的位次，名稱。如：出的順序標明取代基的位次，名稱。如：

14、CH3(CH2)3CHCH2CH3CH(CH3)22 2- -甲甲基基- -3 3- -乙乙基基庚庚烷烷CH3CH2CHCHC CH2CH2CH3CH2CH3CH3CH3CCH34 4, ,5 5- -二二甲甲基基- -3 3- -乙乙基基- -5 5- -異異丙丙基基辛辛烷烷HCH3三、三、烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)（一）物態(tài)（一）物態(tài)（二）沸點（二）沸點（三）熔點（三）熔點（四）相對密度（四）相對密度（五）溶解性（五）溶解性四、四、烷烴的化學性質(zhì)烷烴的化學性質(zhì)（一）鹵代反應（一）鹵代反應 CH4 + Cl2或250400 光CH3Cl + HCl +99.7 kJ mol-1. 甲烷各步

15、氯代反應也可表示為：甲烷各步氯代反應也可表示為：CH4Cl2光CH3ClCl2光CH2Cl2Cl2光CHCl3Cl2光CCl4鹵素反應的活性順序是：鹵素反應的活性順序是：氫原子的活性順序是：氫原子的活性順序是： 。3 H2 H1 HF2Cl2Br2I2例：CH3CH2CH3+ Cl2hCH3CH2CH2ClCH3CHCH3Cl+1 1- -氯氯丙丙烷烷（4 45 5% %） 2 2- -氯氯丙丙烷烷（5 55 5% %）（二）（二）烷烴的燃燒（氧化反應）烷烴的燃燒（氧化反應） 烷烴在在空氣中完全燃燒，生成二氧化碳和水，而且烷烴在在空氣中完全燃燒，生成二氧化碳和水，而且放出大量的熱量。放出大量的

16、熱量。 這就是汽油、柴油、天然氣、沼氣常用作燃料的原理。這就是汽油、柴油、天然氣、沼氣常用作燃料的原理。 C H2n+2n+3n+12O2n CO2+ ( n+1) H2O + 能量五、五、烷烴的鹵代反應歷程烷烴的鹵代反應歷程（一）有機反應的類型（一）有機反應的類型 1.1.離子型反應離子型反應 2.2.自由基自由基( (游離基游離基) )反應反應 3 3自由基穩(wěn)定性順序自由基穩(wěn)定性順序 AB均裂A+B.：321CH3. .A：B異裂A+ B-2o1o2o1oA+ B-（二）烷烴鹵代反應的歷程（二）烷烴鹵代反應的歷程1.1.鏈引發(fā)階段鏈引發(fā)階段 2 2.鏈增長階段鏈增長階段 Cl Cl光.2C

17、l.Cl+CH4CH3.+ HClCH3.+ Cl2CH3Cl +.Cl.Cl+ CH3ClCH2Cl.CH2Cl.+ Cl2CH2Cl2+ HCl+.Cl 3 3.鏈終止階段鏈終止階段 （三）甲烷鹵代反應的能量變化（略）（三）甲烷鹵代反應的能量變化（略） 六、天然烷烴六、天然烷烴+ClCl+CH3ClCH3CH3.ClClCH3. .CH3.Cl.CH3+ 第二節(jié)第二節(jié) 環(huán)烷烴環(huán)烷烴 一、環(huán)烷烴的分類和命名一、環(huán)烷烴的分類和命名（一）環(huán)烷烴的分類（一）環(huán)烷烴的分類 1.1.根據(jù)成環(huán)的碳原子數(shù)目分為小環(huán)（根據(jù)成環(huán)的碳原子數(shù)目分為小環(huán)（34員環(huán)）、普通員環(huán)）、普通環(huán)（環(huán)（57員環(huán)）、中環(huán)（員環(huán)）

18、、中環(huán)（811員環(huán)）、大環(huán)（員環(huán)）、大環(huán)（12員環(huán)以員環(huán)以上）。自然界中的環(huán)以上）。自然界中的環(huán)以56員環(huán)居多。員環(huán)居多。 （二）單環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)和命名（二）單環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)和命名1 1、單環(huán)烷烴的碳鏈異構(gòu)、單環(huán)烷烴的碳鏈異構(gòu) 如：五個碳原子組成環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)體有：如：五個碳原子組成環(huán)烷烴的構(gòu)造異構(gòu)體有： H2CH2CH2CCH2CH2環(huán)戊烷H2CH2CCH-CH3CH2甲基環(huán)丁烷H2CH2CCH-CH2-CH3乙基環(huán)丙烷H2CH2CCCH3CH31，1-二甲基環(huán)丙烷H2CH3C-HCCH-CH31，2-二甲基環(huán)丙烷2 2、單環(huán)烷烴的命名、單環(huán)烷烴的命名 簡單環(huán)烷烴將環(huán)作為母體，環(huán)上的側(cè)

19、鏈為取代基，根簡單環(huán)烷烴將環(huán)作為母體，環(huán)上的側(cè)鏈為取代基，根據(jù)成環(huán)的碳原子數(shù)目稱為據(jù)成環(huán)的碳原子數(shù)目稱為“環(huán)某烷環(huán)某烷”，然后在母體名稱前，然后在母體名稱前加上取代基的位置與名稱。若環(huán)上只有一個取代基時，不加上取代基的位置與名稱。若環(huán)上只有一個取代基時，不需要將其編號；若有兩個以上取代基，最小基團所連環(huán)碳需要將其編號；若有兩個以上取代基，最小基團所連環(huán)碳原子為原子為1 1號，根據(jù)號，根據(jù)“最低系列最低系列”原則及原則及“次序規(guī)則次序規(guī)則”進行命進行命名。例如：名。例如：環(huán)戊烷甲基環(huán)丁烷乙基環(huán)丙烷CH3CH31，1-二甲基環(huán)丙烷1，2-二甲基 -1-乙乙基基環(huán)丙烷CH3CH2CH3CH3CH3C

20、H2CH3 若環(huán)上連有較復雜的基團，則把環(huán)看作取代基來命名。如：若環(huán)上連有較復雜的基團，則把環(huán)看作取代基來命名。如：CH3-CH-CH-CH-CH2CH3CH3CH2CH32-甲基-4-乙基-3-環(huán)戊基己烷1231，1-二甲基 -3-乙基環(huán)己烷CH31-甲基 -4-乙基 -2-異異丙基環(huán)戊戊烷1234123CH3CH(CH3)21234CH3CH2二、單環(huán)烷烴的物理性質(zhì)二、單環(huán)烷烴的物理性質(zhì)(略略) 三、單環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)三、單環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) ( (一一) ) 單環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)單環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu) 1.1.拜耳張力學說拜耳張力學說1 12 20 00 06 60 00 09 90 00 01 10 08 8

21、0 0CCCHHHHHH60o114o105.5o環(huán)丙烷sp3雜化軌道重疊示意圖2. 2. 電子結(jié)構(gòu)電子結(jié)構(gòu)（二）單環(huán)烷烴的立體異構(gòu)二）單環(huán)烷烴的立體異構(gòu) 1. 1. 單環(huán)烷烴的順反異構(gòu)單環(huán)烷烴的順反異構(gòu) CH3CH2CH3CH3HHCH2CH3 （） （） 順-1-甲基-3-乙基環(huán)戊烷反-1-甲基-3-乙基環(huán)戊烷2. 2. 環(huán)己烷的構(gòu)象異構(gòu)環(huán)己烷的構(gòu)象異構(gòu) (1) (1) 環(huán)己烷的典型構(gòu)象環(huán)己烷的典型構(gòu)象HHHHHHHHHHHH環(huán)己烷的椅式構(gòu)象HHHHHHHHHHHH 環(huán)己烷的船式構(gòu)象 (2) (2) 環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象（椅式構(gòu)象）環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象（椅式構(gòu)象） (3) (3) 平伏鍵（平伏鍵（

22、e e）與直立鍵（）與直立鍵（a a） (4) (4) 轉(zhuǎn)環(huán)作用轉(zhuǎn)環(huán)作用 aaaaaaeeeeeeaaaaaaeeeeee分子對稱軸aaaaaaeeeeee(5) (5) 一元取代環(huán)己烷一元取代環(huán)己烷 取代平伏（取代平伏（e e）鍵穩(wěn)定。）鍵穩(wěn)定。(6) (6) 二元取代環(huán)己烷二元取代環(huán)己烷 取代平伏（取代平伏（e e）鍵穩(wěn)定。）鍵穩(wěn)定。(7) (7) 有順反要求時，較大基團處在平伏（有順反要求時，較大基團處在平伏（e e）鍵穩(wěn)定。）鍵穩(wěn)定。例如：反例如：反-1-1-甲基甲基-3-3-異丙基環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象異丙基環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象 順順-1-1-氯氯-4-4-溴環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象溴環(huán)己烷的優(yōu)勢構(gòu)象CH3CH(CH3)2ClBr 寫出寫出 的優(yōu)勢構(gòu)象。的優(yōu)勢構(gòu)象。 答案：答案：H3CCH(CH3)2CH2CH3CH3CH(CH3)2CH2CH3四、環(huán)烷烴的化學性質(zhì)四、環(huán)烷烴的化學性質(zhì)（一）開環(huán)加成反應（一）開環(huán)加成反應 1. 1. 催化加氫催化加氫2. 2. 與鹵素的加成與鹵素的加成 環(huán)丙烷比環(huán)丁烷易與鹵素發(fā)生加成環(huán)丙烷比環(huán)丁烷易與鹵素發(fā)生加成。 用途：