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文檔簡(jiǎn)介

1、烷烴的系統(tǒng)命名:同源系列和同分異構(gòu)體的概念和寫作方法;烷烴的構(gòu)型和構(gòu)象,表示和書寫方法;烷烴的物理和化學(xué)性質(zhì)。烷烴的命名、性質(zhì)、構(gòu)型和構(gòu)象;烷烴鹵化的過程。同系列烷烴,系列差:CH2稱為同系列的系列差,也稱為系列差。烷烴CnH2n 2的通式,同系物:同一系列中的每種化合物稱為同系物。CH4、C2H6、C3H8、C4H10、C5H12,同源系列:一系列具有通式、相似結(jié)構(gòu)和相似性質(zhì)的化合物。同分異構(gòu):它們有相同的分子式,但分子中原子或基團(tuán)的順序不同。碳鏈?zhǔn)钱愘|(zhì)的,碳鏈的連接方式和順序不同;官能團(tuán)是異構(gòu)的,相同的原子組成不同的官能團(tuán)。位置是異質(zhì)的,取代基或官能團(tuán)的位置是不同的;立體異構(gòu):分子中原子的

2、結(jié)合順序相同,但原子或基團(tuán)在空間中的相對(duì)位置不同。順式-反式異構(gòu),雙鍵或環(huán)中取代基的取向不同;是彼此的鏡像但不能重疊的對(duì)映體分子;構(gòu)象異構(gòu),單鍵旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生不同的分子圖像。同構(gòu),構(gòu)成:分子中原子相互連接的方式和順序。構(gòu)式的書寫方法,構(gòu)式,鍵線公式,寫出烷烴的異構(gòu)體,碳和氫原子的分類,與伯、仲和叔碳相連的氫原子稱為伯、仲和叔氫原子;伯、仲、叔和季碳原子;1,2,3,4,不同類型的氫原子的反應(yīng)性質(zhì)是不同的。通用命名法(習(xí)慣命名法),即按碳原子數(shù)依次稱甲烷和乙烷為癸烷,并在11個(gè)碳原子后依次稱十一烷、十二烷、丁烷和十二烷。烷烴的英文后綴是-ane。丁烷、十二烷、同分異構(gòu)體可以通過在它們的名稱前添加形容詞

3、“正”、“不同”和“新”來表示。正戊烷、正戊烷、異戊烷、異戊烷、新戊烷、新戊烷、新己烷、新己烷,烷烴分子中剩余的原子團(tuán)稱為烷基。烷基的英文名稱是將烷烴的后綴-ane改為-yl。甲基(Me)、甲基、乙基(Et)、乙基、丙基(Pr)、丙基、丁基(Bu)、丁基、異丙基(i-Pr)、異丙基、異丁基(i-Bu)、異丁基、仲丁基(s-Bu)、仲丁基、亞甲基、亞甲基、乙烯、乙烯、1,2-乙烯、維、1,3-丙烯、三亞甲基、異亞丙基和三價(jià)烷基稱為亞單元,命名中使用的亞單元僅限于在相同碳原子上具有三個(gè)化合價(jià)的結(jié)構(gòu)。次甲基,亞甲基,亞乙基,亞乙基,英文結(jié)尾是-葉立德。系統(tǒng)命名法,選擇碳原子最長(zhǎng)的直鏈作為主鏈,支鏈作

4、為取代基;主鏈中的碳原子數(shù),以便使取代基的順序最小化;3-甲基己烷,1,烷基和烷基的數(shù)字寫在主鏈的前面,阿拉伯?dāng)?shù)字和漢字用“-”連接;在英文名稱中,烷烴的后綴是-ane,烷基的后綴是-yl。3-甲基己烷,2,3,4,5,6,取代基的數(shù)目用漢字表示;2,2,3-三甲基戊烷、2,2,3-三甲基戊烷,它們?cè)谟⑽拿Q中用二、三、四和五表示。3-甲基-5-乙基庚烷,當(dāng)取代基不同時(shí),在前面寫小的一個(gè);5-乙基-3-甲基庚烷,根據(jù)取代基的第一個(gè)字母順序以英文名稱書寫?;鶊F(tuán)的“大小”應(yīng)根據(jù)順序規(guī)則來確定:取代基的自由價(jià)所在的原子,原子序數(shù)較高;當(dāng)原子序數(shù)相同時(shí),它是基于同位素的質(zhì)量數(shù)。當(dāng)自由價(jià)原子相同時(shí),依次

5、比較與原子相連的第二個(gè)原子;當(dāng)?shù)诙€(gè)原子相同時(shí),比較第三個(gè)原子,以此類推。4-丙基-5-異丙基辛烷、4-丙基-5-異丙基辛烷、異丙基具有優(yōu)先權(quán)(“大”),并且在命名時(shí)列在后面。2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷,當(dāng)有幾個(gè)相同長(zhǎng)度的鏈可供選擇時(shí),應(yīng)選擇支鏈數(shù)最多的主鏈。2,3,5-三甲基-4-丙基庚烷,2,2,7,7,8。當(dāng)主鏈中的碳原子數(shù)是選擇性的時(shí),應(yīng)遵循最低級(jí)數(shù)的原則。,2,3,3,8,8,2,2,7,7,8-五甲基壬烷,五甲基壬烷,1,3,5-二甲基-6-2-甲基丁基十一烷,3,5-二甲基-6-(2-甲基丁基)十一烷,如果,2,3,4,3,5-雙甲基-6-(2-甲基丁基)十一烷,3,5-雙

6、甲基-6-2-甲基丁基十一烷,分子構(gòu)型是指分子中具有一定結(jié)構(gòu)的各種基團(tuán)的空間分布甲烷的構(gòu)型是sp3雜化,其中有機(jī)化合物中的碳是四價(jià)的。2s,2p,2s,2p,sp3,每個(gè)sp3軌道包含1/4 s分量和3/4 p分量。四個(gè)sp3雜化軌道的空間取向指向正四面體的四個(gè)頂點(diǎn),每個(gè)軌道對(duì)稱軸之間的夾角為10928。四種CH債券都是sp31s債券。甲烷分子的形成,楔形透視,分子模型,0.109 nm,10928,kekul模型,Stuart模型,軌道雜交結(jié)果:軌道雜交比s軌道或p軌道更有方向性,更有利于成鍵;4個(gè)sp3軌道,完全等價(jià);正四面體的排列使四個(gè)鍵盡可能遠(yuǎn)離,成鍵電子對(duì)的互斥最小,分子最穩(wěn)定。由于

7、氣態(tài)和液態(tài)的鍵的自由旋轉(zhuǎn),其他烷烴的構(gòu)型形成各種曲折的形式;在晶態(tài)下,烷烴的碳鏈排列有序,呈之字形。所有碳原子都是sp3雜化,碳?xì)滏I和碳碳鍵都是鍵。cc: SP3 SP3鍵,ch: sp31s鍵。構(gòu)象是具有一定結(jié)構(gòu)的分子,由于單鍵旋轉(zhuǎn)改變了其原子或原子團(tuán)在空間中的相對(duì)位置,呈現(xiàn)出不同的三維圖像。乙烷構(gòu)象,鋸框架透視,紐曼投影,交叉(ap),重疊(sp),乙烷構(gòu)象穩(wěn)定性:交叉重疊,楔形透視,0.229納米,0.25納米,乙烷構(gòu)象勢(shì)能圖,0.60,180,120,240,300完全重疊(sp),對(duì)位交叉(ap),正交交叉(sc),部分重疊(ac),(ac),(sc),穩(wěn)定性順序:ap sc ac

8、sp。0,60,180,120,240,300,360,e,AP,AC,sc,sp,AC,sc,AP,14.6 kj mol-1,18.425.5 kj mol-1,15,70,15,材料狀態(tài),室溫和常壓下的烷烴:1C4C (g),5C16C (l),17C(s),沸點(diǎn)bp。烷烴的沸點(diǎn)隨著分子量的增加而逐漸升高;CH3 (CH2) 3ch3,BP。/,36.1,68.9,98.4,CH3 (CH2) 4ch3,CH3 (CH2) 5ch3,相同分子量的烷烴,支鏈越多,沸點(diǎn)越低。英國(guó)石油公司。/,36.1,27.9,9.5,液體的沸點(diǎn)取決于分子間引力的大小,分子間引力越大,沸點(diǎn)越高。分子間力主要

9、包括偶極力、分散力和氫鍵。直鏈烷烴的熔點(diǎn)隨著分子量的增加而增加,尤其是碳原子數(shù)為偶數(shù)的直鏈烷烴。原因:在晶體中,分子間的力不僅取決于分子的大小,還取決于分子的對(duì)稱性。議員。/,-129.7,-159.9,-16.6。在相同分子量的烷烴異構(gòu)體中,對(duì)稱性越大,熔點(diǎn)越高。烷烴不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑。相對(duì)密度d是相同體積的有機(jī)物質(zhì)量與水質(zhì)量的比值,它是一個(gè)無單位的量。直鏈烷烴的相對(duì)密度隨著分子量的增加而增加,最終達(dá)到最大值0.78(20)。在常溫下,強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑和強(qiáng)還原劑不能與烷烴反應(yīng),或者反應(yīng)速度很慢。原因:烷烴是飽和烴,CC鍵和CH鍵是相對(duì)較強(qiáng)的共價(jià)鍵(鍵),鍵能大;分子無極性(0),碳

10、氫電負(fù)性差小(碳:2.5,氫:2.2),分子中的共價(jià)鍵不易極化;分子中沒有官能團(tuán)。氧化反應(yīng),燃燒(完全氧化),h是反應(yīng)中焓(熱力學(xué)函數(shù))的變化,它可以表示反應(yīng)熱;當(dāng)h為正時(shí),反應(yīng)是吸熱的,當(dāng)h為負(fù)時(shí),反應(yīng)是放熱的。部分氧化(控制氧化)、熱裂解、裂解反應(yīng),溫度越高,烷烴的裂解越徹底。催化裂化,在450500大氣壓下,最廣泛使用的催化劑是硅酸鋁,目的是將石油工業(yè)的重餾分轉(zhuǎn)化為輕餾分,并提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。鹵化、甲烷氯化和甲烷氯化很難停留在氯甲烷階段。氯甲烷、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、其他烷烴、1-氯丙烷、2-氯丙烷的氯化,1H與2H的活性比:h: 3H 2H 1H的鹵化活性。43%,57%,2-

11、甲基-1-氯丙烷,2-甲基-2-氯丙烷,1H與3H的活度比:64%,36%,由此可以得出:3H : 2H : 1H=5 : 4 : 1,利用h在氯化反應(yīng)中的活度比。溴化反應(yīng)中,1-氯丁烷(A)、2-氯丁烷(B)的氫活性有很大不同:烷烴的碘化反應(yīng)是可逆的,因此碘代烷烴可以被HI還原。溴對(duì)各種氫,特別是叔氫有較好的選擇性。99%,3H:2H33601H=160033608233601。反應(yīng)過程,也稱為反應(yīng)機(jī)理,是原料通過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品的整個(gè)過程。分子的碰撞和作用在10-12秒和10-14秒內(nèi)完成。根據(jù)反應(yīng)過程,我們可以選擇最合適的反應(yīng)條件來獲得較高的收率。通過研究有機(jī)反應(yīng)的過程,我們也可以找出

12、看似不相關(guān)的反應(yīng)之間的內(nèi)在聯(lián)系。甲烷的氯化過程、鏈引發(fā)、鏈轉(zhuǎn)移和鏈終止以及氫可以在鏈轉(zhuǎn)移的步驟中被進(jìn)一步取代。鹵素的相對(duì)活性是F2 Cl2 Br2 I2,這可以從反應(yīng)過程中能量的變化來理解。鹵素、CH3F、CH3Cl、CH3Br、CH3I的相對(duì)活性,鍵能/kJmol-1:447.7,351.4,292.9,234.3,由此可計(jì)算出甲烷鹵化反應(yīng)的能量變化。435.1,242.5,351.4,431.0,斷裂鍵吸收的能量:435.1 242.5=677.6 kJMoL-1,鍵能/kJMoL-1:鍵形成釋放的能量:(-351.4 431.0)=782.4 kJMoL反應(yīng)熱用于測(cè)量反應(yīng)的難度和速度,但

13、有許多例外。435.1,431,H=4.1 kjmol-1,和16.7 kjmol-1必須被供應(yīng)以反應(yīng),這被稱為活化能。碳?xì)滏I的離解能越小,反應(yīng)活性越大。烷烴的相對(duì)活性,h=410 kjmol-1,h=397.5 kjmol-1,h=380.7 kjmol-1,為3H 2H1H,碳?xì)滏I的離解能越小,生成的自由基越穩(wěn)定。烷基穩(wěn)定性順序:基團(tuán)穩(wěn)定性,叔烷基,仲烷基,伯烷基甲基,基團(tuán)結(jié)構(gòu),CH3。平面結(jié)構(gòu)的伯烷基幾乎是sp2雜化的,其他自由基是sp3雜化的。自由基生成:它可以由熱或光引發(fā),或由自由基引發(fā)劑引發(fā)。一步反應(yīng):過渡態(tài)和活化能,a,b,c,勢(shì)能,反應(yīng)過程,ea,h,放熱反應(yīng),勢(shì)能,反應(yīng)過程,吸熱反應(yīng)。反應(yīng)熱h:產(chǎn)物和反應(yīng)物之間的能量差。吸熱反應(yīng)H 0,放熱反應(yīng)H 0。多步反應(yīng),其中每一步都經(jīng)歷一個(gè)過渡狀態(tài)。兩個(gè)過渡態(tài)之間的最低點(diǎn)相當(dāng)于反應(yīng)的中間點(diǎn)。勢(shì)能,反應(yīng)過程,CH4 Cl,CH3,CH3 Cl,E1,E2,H。當(dāng)兩個(gè)自由基相互結(jié)合時(shí),反應(yīng)很容易發(fā)生,不需要活化能。勢(shì)能、反應(yīng)過程、h、誘導(dǎo)效應(yīng)I,即分子中結(jié)合的電子云由于形成分子的原子的電負(fù)性不同而沿著碳鏈移動(dòng)到電負(fù)性較大的基團(tuán)的效應(yīng)。誘導(dǎo)效應(yīng)的產(chǎn)生,靜態(tài)誘導(dǎo)效應(yīng):靜態(tài)分子中的誘導(dǎo)效應(yīng)。動(dòng)態(tài)誘導(dǎo)

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