1、2020/10/10,1,3 脂肪烴的結構 （1）烷烴的結構 雜化軌道類型 烷烴中所有碳原子皆采取sp3雜化，4個sp3雜化軌道在空間呈正四面體分布。P55 分子鏈形狀 由于4個sp3雜化軌道在空間呈正四面體分布，烷烴中鍵角為109.5，故長鏈烷烴的分子鏈不是直線，而是折線。,2020/10/10,2,分子立體模型： 球棒模型（Kekule模型）和比例模型（Stuart模型）。,2020/10/10,3,（2）烯烴的結構 雜化軌道類型 碳原子sp2雜化，三個雜化軌道處于同一平面內，夾角為120，未參與雜化pz軌道的對稱軸垂直于sp2雜化軌道對稱軸所在的平面。 示例乙烯： 碳的2個sp2雜化軌道

2、分別與2個氫原子的1s軌道重疊形成CH 鍵，第三個sp2雜化軌道相互重疊形成CC 鍵，五個 鍵的對稱軸在同一平面內。乙烯中所有原子都處于同一平面內，是平面型分子。未參與雜化的pz軌道形成CC 鍵。,2020/10/10,4,（3）炔烴的結構 雜化軌道類型 碳原子sp雜化，兩個sp雜化軌道的對稱軸成180夾角，空間分布呈直線形。未參與雜化的py和pz 軌道的對稱軸相互垂直，并都垂直于sp雜化軌道的對稱軸。 示例乙炔： 兩個碳原子的sp雜化軌道沿各自對稱軸形成CC 鍵，另兩個sp雜化軌道分別與兩個氫原子的1s軌道重疊形成兩個CH 鍵，兩個py軌道和兩個pz軌道分別從側面相互重疊，形成兩個相互垂直的

3、CC鍵，形成乙炔分子。,2020/10/10,5,補充：三種鍵的比較(1P40)： CC C=C CC 鍵能/kJmol-1 347 611 837 鍵長/nm 0.154 0.134 0.120 結論： 1、雙鍵和叁鍵的平均鍵能比單鍵弱； 2、雙鍵和叁鍵的鍵長比單鍵短 鍵的特點 鍵不能單獨存在，只能與鍵共存于雙鍵或叁鍵中； 若兩個碳原子繞CC鍵鍵軸旋轉，CC鍵將被破壞。 鍵重疊程度小，且位于成鍵原子周圍分成上下層，原子對其束縛力低， 電子去易流動，鍵不牢固，易受親電試劑E+的進攻。,2020/10/10,6,（4）環(huán)烷烴的結構 雜化軌道類型 ：sp3 示例及結構環(huán)丙烷 碳原子sp3雜化，但s

4、p3雜化軌道對稱軸不在一條直線上。CC其夾角是105.5，形成的CC鍵是彎曲的，稱為彎曲鍵或香蕉鍵。,結構特點及變化規(guī)律 sp3雜化軌道的C-C之間夾角是105.5 。sp3雜化軌道對稱軸間的夾角是109.5。故環(huán)丙烷分子內總是存在一種開環(huán)的張力角張力，它力圖使CCC鍵角恢復到109.5。環(huán)丙烷的彎曲鍵中，雜化軌道重疊少，鍵不牢固。,2020/10/10,7,電子云分布在連接兩個碳原子的直線外側，易受親電試劑E+（如HBr等）進攻而開環(huán)。 相鄰兩個碳原子上的CH鍵是重疊式排列(鍵長0.1089nm，短于直鏈的CH鍵長0.1095nm)，存在扭轉張力，是引起環(huán)丙烷不穩(wěn)定的又一原因。 環(huán)丁烷、環(huán)戊

5、烷、環(huán)己烷分子的碳原子均不處于同一平面內：環(huán)丁烷是蝴蝶結構，環(huán)戊烷有信封型和扭曲型兩種不同結構。環(huán)丁烷和環(huán)戊烷的CCC鍵角均沒有達到109.5，均存在角張力，但比環(huán)丙烷的小。環(huán)己烷分子中CCC鍵角為109.5，沒有角張力。故環(huán)丙烷、環(huán)丁烷、環(huán)戊烷、環(huán)己烷的環(huán)的穩(wěn)定性依次增大。,2020/10/10,8,（5）共軛二烯烴的結構 (以1,3丁二烯為例) 鍵參數 所有原子都共平面；鍵角都接近120；碳碳雙鍵鍵長（137.3pm）比乙烯的雙鍵（134.0pm）長，單鍵（148.0pm）比乙烷的（154.0pm）短。鍵長趨于平均（雙鍵變長，單鍵變短） 雜化軌道類型 sp2雜化，形成3個CC 鍵，并與6個

6、氫原子形成6個CH 鍵。 四個pz軌道相互平行，且都能側面交蓋，形成一個整體鍵，稱大鍵或共軛鍵。,2020/10/10,9,定域鍵(localized bond)。 電子云局限在兩個碳原子之間的 鍵。例：乙烯分子。 離域鍵(delocalized bond)。 電子云不是局限在C1C2和C3C4之間，而是擴展或離域到所有碳原子周圍，形成一個整體鍵，稱大鍵或共軛鍵。例： 1,3丁二烯的構造式用CH2=CHCH=CH2表示，但應牢記分子中的單雙鍵已不是普通的單雙鍵。 共軛分子和共軛系統(tǒng) 有單、雙鍵交替排列的分子稱共軛分子；1,3丁二烯共軛系統(tǒng)稱，共軛系統(tǒng)(體系)。,2020/10/10,10,共軛

7、效應 在共軛分子中，由于電子在整個系統(tǒng)中的離域，故任何一個原子受到外界的影響，均會影響到分子的其余部分，這種電子通過共軛系統(tǒng)傳遞的現(xiàn)象，稱為共軛效應。 后果：單雙鍵平均化；分子能量顯著降低，穩(wěn)定性增加。 例：1,3戊二烯和1,4戊二烯的氫化熱： CH3CH=CHCH=CH2+2H2CH3CH2CH2CH2CH3氫化熱226kJmol-1 CH2=CHCH2CH=CH2+2H2CH3CH2CH2CH2CH3氫化熱254kJmol-1,2020/10/10,11,4 脂肪烴和脂環(huán)烴的構造異構 （1）烷烴的構造異構 (constitutional isomery) 定義 分子中原子的連接方式和排列次

8、序不同產生的異構；開鏈烷烴中的構造異構是由于碳骨架不同引起的，故烷烴的構造異構又稱為碳架異構(carbon skeletal isomery)。 構造異構的數目 隨碳原子數增加，異構體數目迅速增加：甲、乙和丙烷只有一種異構體，丁烷有2種，戊烷有3種：正戊烷、異戊烷和新戊烷。碳數為6，7，8和20的烷烴，異構體數目分別為5，9，18和366 319。,2020/10/10,12,（2）烯、炔烴的構造異構 烯、炔烴除碳架異構外，還有官能團位置異構。如： CH2=CHCH2CH3（1丁烯），CH3CH=CHCH3（2丁烯）；CHCCH2CH3（1丁炔），CH3CCCH3（2丁炔） （3）脂環(huán)烴的構造

9、異構,脂環(huán)烴的構造異構比較復雜。成環(huán)碳原子個數、取代基及取代基位次不同都可引起構造異構。例如：,2020/10/10,13,（4）順反異構 引入 研究發(fā)現(xiàn)，CH3CH=CHCH3（2丁烯）存在性質上有微小差別的異構體A（沸點3.5）和B（沸點0.9），其原因是雙鍵上連接的四個基團在空間排列方式不同，而構造完全相同。 定義 由于鍵或環(huán)的存在，造成原子或基團在空間排列方式（即構型）不同而產生的異構現(xiàn)象，稱為順反異構現(xiàn)象(cia-trans isomerism)，形成的同分異構體稱為順反異構體。 說明 當雙鍵的一個碳原子上有兩個相同基團時，該雙鍵無順反異構,2020/10/10,14,15.2.2

10、脂肪烴和脂環(huán)烴的命名 1 習慣命名法(普通命名法，只適用于簡單結構的烴類) 規(guī)定 十個碳以下用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸；十個碳以上用十一、十二表示碳原子數目； 以前綴“正”（n）、“異(i,或iso)”、“新”區(qū)分異構體： 直鏈為“正”；僅在一末端有(CH3)2CH而無其它支鏈的為“異”；專指具有(CH3)3C的含五、六個碳原子為“新”構烴。例(異丁烯錯)：,2020/10/10,15,2 衍生物命名法(只能適用于簡單結構的烴類) 原則：把復雜化合物看成簡單化合物的衍生物。 烴基 烴分子中去掉一個氫剩余的部分稱為烴基。例：,2020/10/10,16,規(guī)定 母體選擇的原則： 分子

11、中連接烴基最多的碳原子或官能團作為母體； 母體名稱是同系列中最簡單的化合物(甲烷，乙烯，乙炔)。 母體上的烴基排列次序： 按從小到大的次序排列，相同的烴基要合并，并寫出該烴基的個數。例：,2020/10/10,17,3 系統(tǒng)命名法 （80年原則）： （1）選擇母體主鏈 含有官能團、支鏈最多、最長碳鏈為母體主鏈（烷烴無官能團） （2）主鏈編號 “最低系列原則”：首先，保證官能團位次最?。黄浯?，使小的支鏈或取代基位次盡可能小。 （3）次序規(guī)則(sequence rule) 支鏈或取代基的大小是指取代基在次序規(guī)則中的排序，用“”表示優(yōu)于。次序規(guī)則如下： （a）取代基或官能團第一個原子按原子序數排列，

12、原子序數大者為“較優(yōu)基團”；同位素質量高者較優(yōu)。 例：I Br Cl S F O N C D H (孤對電子，視其原子序數為0)。,2020/10/10,18,（b）若兩個基團的第一個原子相同，則比較與它相連的第二，甚至第三、第四個原子，直到比較出差別。 CH2CH3 CH3(C, H, HH,H,H)；CH2Cl CH2OH(Cl, H, H O, H, H) ；C(CH3)3 CH(CH3)2 CH2CH3 CH3。 （c）支鏈或取代基有重鍵時，拆開重鍵，連上相同的原子比較： 常見基團中存在以下優(yōu)先次序： （4）母體烴命名 取代基按從小到大的順序放在母體前面，用主鏈上碳原子的編號標明位次，位次與取代基間用半字線“”隔開。相同取代基或官能團要合并，用大寫數字表示其數目，并逐個標明其所在位次，各位次間用逗號“，”分開。官能團的位次標明后，根據母體碳原子個數和官能團寫出化合物名稱：,2020/10/10,19,當雙、叁鍵同時存在于主鏈時，應使雙、叁鍵位次盡可能低。當雙、叁鍵位次有選擇時，使雙鍵位次較低，命名時烯前炔后：,2020/10/10,20,（5）順反命名法和ZE命名法,順-反式命名 當相同的原子或基團處于雙鍵或環(huán)的同側時，稱為順式（cis），反之稱為反式（trans）。例