01-第一章:烷烃与环烷烃A1
2014-3-11第一章 ：烷烃和环烷烃
化工13-1，能化13-1《有机化学》1
第一节：烷烃和环烷烃的通式和构造异构
一、烷烃和环烷烃的通式
二、烷烃和环烷烃的构造异构三、分子式、构造式与构造简式
第二节：烷烃和环烷烃的命名（重点）
一、伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子二、烷基的概念（烷基和环烷基）三、烷烃的命名（一）普通命 名法（二） 衍生命名法（三）系统命名法
四、环烷烃的分类与命名
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第三节：烷烃和环烷烃的结构
一、烷烃的结构（σ键的形成及其特性）【掌握】二、 环烷烃的结构与环的稳定性（理解）
第四节：烷烃和环烷烃的构象（掌握）
一、乙烷的构象二、丁烷的构象三、环己烷的构象
四、取代环己烷的构象第六节：烷烃和环烷烃的物理性质
一、 沸点二、 熔点三、 相对密度四、 溶解度五、 折射率
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第七节：烷烃和环烷烃的化学性质
一、自由基取代反应（掌握）（一）卤化反应
（二）卤化的反应机理
（三）卤化反应的取向与自由基的稳定性（四）反应活性与选择性二、氧化反应三、异构化反应四、裂化反应
五、小环环烷烃的加成反应 （掌握）（一） 加氢（二）加溴
（三） 加溴化氢
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烃：由碳和氢两种元素形成的有机物叫烃。也叫碳氢化合物分类见下表:
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同分异构体(isomers)：分子式相同，原子的排列方式（包括构造和空间分布）不同的化合物。
构造异构体(constitutional isomers) ：同，原子的连接次序（构造）不同的化合物
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（三） 系统命名法
International Union of Pure and AppliedChemistry，缩
写作IUPAC。
系统命名是由三部分构成：
（3）取代基位次
3,7–二甲基–4–乙基壬烷
（2）取代基名称和个数
（1）母体（骨架）名（母体碳个数和类名）
直链烷烃的命名与普通命名法相同。
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3、 确定（写出）化合物的名称
⊙将取代基的名称写在烷烃名称的前面，在取代基名称的前面，加上它的位次号，并用半字线“–”将两者连接。
⊙当含有几个不同的取代基时，按照“次序规则”，将“优先”的基团列在后面，各取代基 之间用半字线“–”连接。
⊙当含有几个相同的取代基时，用“一、二、三、四……”表示其个数，逐个标明其位次号 ，并用逗号分开。
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例1:
CH2CH3
CH3CHCH2CHCH2CH3 3-甲基-5-乙基辛烷CH2CH2CH3 (注意编号) 例2:
CH3CH2CH -CHCH2CH3
CH3-CH CHCH3 2,5-二甲基-3,4-二乙基己烷 CH3 CH3 (注意主链) 1
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例3:
CH1
3CH-CHCH2CHCH2CH3
CH3 CH2
CH-CH3
CH3
2,3,7-三甲基-5-乙基辛烷
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四、环烷烃的分类与命名
（一）脂环烃的分类
根据碳原子的饱和程度分:
饱和脂环烃
脂环烃
不饱和脂环烃
按碳环数目分:
单环烃小环(C3～C4)，中环(C8～C12)
脂环烃普通环(C5～C7)，大环(C12以上)
多环烃：螺环、稠环、桥环
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（4）环烷烃的顺反异构
由于碳原子连接成环,环上C-C单键不能自由旋转.只要环上有两个碳原子各连有不的原子或基团,就有构型不同的顺反异构体。
例: 1,4-二甲基环己烷
顺-1,4-二甲基环己烷反-1,4-二甲基环己烷2014-3-11化工13-1，能化13-1《有机化学》28
例2:
双环[2.1.0]戊烷
例3:
双环[3.1.1]庚烷
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(d) 环上碳原子编号:从一个桥头碳原子(含)开始,先编最长的桥至第二个桥头,再编余下的较长的桥,回到第一个桥头;最后编最短的桥.
(e) 编号的顺序以取代基位置号码加和数为较小.例4:例5:
6-甲基双环[3.2.2]壬烷
2014-3-111,7-二甲基双环[3.2.2]壬烷34化工13-1，能化13-1《有机化学》
例6:
例7:
2014-3-118,8-二甲基双环[3.2.1]辛烷双环[2.2.2]-2,5,7-辛三烯化工13-1，能化13-1《有机化学》35
Question 1: Give the name of the following .
2014-3-1171245三甲基-1-氯二环[2.2.1]-2-庚烯化工13-1，能化13-1《有机化学》365,7,7-
第三节：烷烃和环烷烃的结构
一、烷烃的结构
碳原子在基态时的电子构型： C : 1s2 2s2 2px1 2py1 2pz0sp3杂化轨道(hybrid orbitals) :基态
2p
2s
1s电子跃迁激发态2p2s1s3 sp杂化态3sp杂化1s
图 1-1 sp3 杂化轨道形成过程示意图
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s 轨道成分：1/4； p 轨道成分：3/4。在甲烷分子中，C 原子是sp3杂化。
图 1-2 其中一个sp3杂化轨道
图 1-3 sp3杂化的碳原子 几何构型：四面体
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图 1-5 甲烷的球棍模型图 1-6 甲烷的比例模型
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化工
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σ键的特点：
1、成键轨道沿键轴“头碰头”正面重叠，重叠程度较大
2、键能较大，键比较稳定
3、不易被极化
4、成键原子可沿键轴自由旋转
5、可以单独存在
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表 1-2 一些环烷烃的燃烧热
名称环大小分子燃烧热
/(kJ·mol-1)-CH2-的平均燃烧热 / (kJ·mol-1)与开链烷烃燃烧热的差
/(kJ·mol-1)
环丙烷 3 2091 697
环丁烷 4 2744 686
环戊烷 5 3320 664
环己烷 6 3951 659
环庚烷 7 4637 662
环辛烷 8 5310 664
环壬烷 9 5981 665
环癸烷 10 6636 664
环十五烷 15 9885 660
开链烷烃 659 [1**********]
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在环丙烷分子中，两个相邻的C原子以sp3杂化轨道形成 C－C σ键时，以弯曲的方式交盖，从而未能最大程度的交盖。因此，环丙烷不稳定。
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第四节：烷烃和环烷烃的构象
一、乙烷的构象
由于σ键呈圆柱状对称，C－Ｃ单键能够发生旋转，由此而导致的分子中的其它原子或基团在空间的排布方式不同，分子的这种立体形象——构象(conformation)。
由此产生的异构体——构象异构体 （conformers）。2014-3-11化工13-1，能化13-1《有机化学》50