有机化学烷烃 (2)精选课件.ppt

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1、关于有机化学烷烃(2)第一页，本课件共有103页一、烷烃的同系列和同分异构一、烷烃的同系列和同分异构烷烃通式为：烷烃通式为：烷烃分子间每一个与它前一个化合物相差一个烷烃分子间每一个与它前一个化合物相差一个-CH-CH2 2-，这样，这样的一系列化合物叫的一系列化合物叫同系列同系列。同系列中各个化合物间彼此互称。同系列中各个化合物间彼此互称为为同系物同系物。例如例如：（一）开链烷烃（一）开链烷烃第二页，本课件共有103页碳架异构体碳架异构体位置异构体位置异构体官能团异构体官能团异构体互变异构体互变异构体价键异构体价键异构体构型异构体构型异构体构象异构体构象异构体几何异构体几何异构体旋光异构体旋光

2、异构体交叉式构象交叉式构象重叠式构象重叠式构象构造异构体构造异构体 同同分分异异构构体体（结结构构异异构构体体）立体异构体立体异构体电子互变异构体电子互变异构体有机化学中的同分异构现象有机化学中的同分异构现象有机化学中的同分异构现象有机化学中的同分异构现象*分子式相同分子式相同,结构不同的化合物称为同分异构体结构不同的化合物称为同分异构体,也叫结构异构体也叫结构异构体 第三页，本课件共有103页碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体碳架异构体：因碳架不同而引起的异构体;如如:位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的位置异构体：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同而产生的 异构体异构体

3、;如如:官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体官能团异构体：由于分子中官能团不同而产生的异构体;如如:构造异构体：构造异构体：因分子中因分子中原子的连结次序原子的连结次序不同或不同或 者者键合性质键合性质不同而引起的异构体。不同而引起的异构体。第四页，本课件共有103页互变异构体互变异构体互变异构体互变异构体:因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的 官能团异构体官能团异构体官能团异构体官能团异构体价键异构体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同价键异构

4、体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同价键异构体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同价键异构体：因分子中某些价键的分布发生了改变，与此同 时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构时也改变了分子的几何形状，从而引起的异构 体体体体;如如如如:第五页，本课件共有103页二、烷烃的命名二、烷烃的命名普通命名普通命名 习惯，经常出现，但与系统命名不符。习惯，经常出现，但与系统命名不符。系统命名系统命名 IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistr

5、y)CCS(Chinese Chemical Society)CA(Chemical Society)第六页，本课件共有103页1.1.普通命名普通命名十个碳以下的烷烃十个碳以下的烷烃:甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示。壬、癸表示。十个碳以上的烷烃：用十一、十二等表示。十个碳以上的烷烃：用十一、十二等表示。丙烷丙烷戊烷戊烷在普通命名中用正、异、新表示部分异构体。在普通命名中用正、异、新表示部分异构体。正己烷正己烷异己烷异己烷第七页，本课件共有103页异丁基异丁基二级丁基二级丁基1-甲基丙基甲基丙基新戊烷新戊烷新戊基新戊基第八页，本课件共有103页2.2

6、.系统命名系统命名（1 1）直链烷烃命名时不需加正字。根据碳原子数目称作某烷。）直链烷烃命名时不需加正字。根据碳原子数目称作某烷。己烷（六个碳）己烷（六个碳）（2 2）带支链的烷烃，首先要选择最长的碳链为主链，即母体，）带支链的烷烃，首先要选择最长的碳链为主链，即母体，称作称作 某烷。支链作为取代基，称为烷基。烷基是烷烃分子某烷。支链作为取代基，称为烷基。烷基是烷烃分子 去掉一个氢原子后所剩的原子团。去掉一个氢原子后所剩的原子团。甲基甲基异丙基异丙基（3 3）带支链的烷烃，主链的编号应从最靠近取代基的一端开）带支链的烷烃，主链的编号应从最靠近取代基的一端开 始，让取代基有最小的编号。始，让取代

7、基有最小的编号。3 3，5-5-二甲基辛烷二甲基辛烷4 4，6-6-二甲基辛烷（错）二甲基辛烷（错）第九页，本课件共有103页（4 4）.在书写命名的时候，要将取代基的编号与取代基列在主链名在书写命名的时候，要将取代基的编号与取代基列在主链名称称 前，编号与取代基名称间用短横线连接起来，其后加上烷烃的名前，编号与取代基名称间用短横线连接起来，其后加上烷烃的名称。称。（5 5）.如果化合物中含有两个支链，需在支链前加上二、三等中文数字如果化合物中含有两个支链，需在支链前加上二、三等中文数字来说明支链的数目，在表示支链位置的阿拉伯数字间用来说明支链的数目，在表示支链位置的阿拉伯数字间用 “，”隔开

8、。隔开。第十页，本课件共有103页如果在一个分子中有几个不同的支链，列出顺序按中国化学会如果在一个分子中有几个不同的支链，列出顺序按中国化学会“有机化学命名原则有机化学命名原则”中的规定，顺序较小的基团列在前，较大中的规定，顺序较小的基团列在前，较大的在后。的在后。顺序规则顺序规则a.a.将单原子取代基按原子序数大小排列，原子序数大的顺序就将单原子取代基按原子序数大小排列，原子序数大的顺序就b.b.大，大，原子序数小的顺序就小。同位素中质量高的顺序大。原子序数小的顺序就小。同位素中质量高的顺序大。有机化合物中常见元素顺序由大到小排序如下：有机化合物中常见元素顺序由大到小排序如下：第十一页，本课

9、件共有103页b.两个原子或多个原子组成的基团，进行比较时，按原子序数两个原子或多个原子组成的基团，进行比较时，按原子序数 排列，先比较最大的，若原子序数相同，再比较与它相连的排列，先比较最大的，若原子序数相同，再比较与它相连的 其它原子。根据其它原子。根据最先最先遇到的差别来确定基团大小的顺序。遇到的差别来确定基团大小的顺序。第十二页，本课件共有103页C.含双、三键的基团，可以认为该原子连有两个或三含双、三键的基团，可以认为该原子连有两个或三 个相同的原子。个相同的原子。下列基团排列的大小顺序为：下列基团排列的大小顺序为：第十三页，本课件共有103页（6）.如果两个不同的取代基所取代的位置

10、按两种编号均位号相同，如果两个不同的取代基所取代的位置按两种编号均位号相同，中文命名按顺序规则，从顺序较小的基团一端开始编号，让小基团有中文命名按顺序规则，从顺序较小的基团一端开始编号，让小基团有小的编号。小的编号。4-4-丙基丙基-8-8-异丙基十一烷异丙基十一烷第十四页，本课件共有103页（7）.如果支链上还有支链或取代基，则支链上的编号是由主链相如果支链上还有支链或取代基，则支链上的编号是由主链相 连处开始，注明支链上取代基的位置与名称，将其作为一个连处开始，注明支链上取代基的位置与名称，将其作为一个 整体放在括号内，括号外写出这个支链的位置与号码。对于整体放在括号内，括号外写出这个支链

11、的位置与号码。对于 简单的支链仍可保留普通命名。简单的支链仍可保留普通命名。3-3-甲基甲基-4-4-（1-1-甲基乙基）甲基乙基）-5-5-（1 1，2-2-二甲基丙基）壬烷二甲基丙基）壬烷3-3-甲基甲基-4-4-异丙基异丙基-5-5-（1 1，2-2-二甲基丙基）壬烷二甲基丙基）壬烷第十五页，本课件共有103页（A）确定主链：确定主链：链的长短链的长短（长的优先），（长的优先），侧链数目侧链数目（多的优先（多的优先),侧侧链位次大小链位次大小（小的优先）。（小的优先）。（B）编号：按编号：按最低系列原则最低系列原则编号。编号。最低系列原则：使取代基的位置号码尽可能小。若有最低系列原则：使

12、取代基的位置号码尽可能小。若有多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止。多个取代基，逐个比较，直至比出高底为止。（C）按名称基本格式写出全名。按名称基本格式写出全名。命名步骤命名步骤第十六页，本课件共有103页例例1第十七页，本课件共有103页例例13-乙基己烷乙基己烷第十八页，本课件共有103页例例13-乙基己烷乙基己烷例例2第十九页，本课件共有103页例例13-乙基己烷乙基己烷例例2第二十页，本课件共有103页例例13-乙基己烷乙基己烷例例22-2-甲基甲基-4-4-（1-1-甲基丙基）甲基丙基）-5-5-（1 1，1-1-二甲基乙基）辛烷二甲基乙基）辛烷第二十一页，本课件共有103页第二十

13、二页，本课件共有103页甲基上所带的氢为一级氢甲基上所带的氢为一级氢亚甲基上所带的氢为二级氢亚甲基上所带的氢为二级氢次甲基上所带的氢为三级氢次甲基上所带的氢为三级氢第二十三页，本课件共有103页三、烷烃的结构三、烷烃的结构形成烷烃的碳原子都是形成烷烃的碳原子都是sp3杂化杂化sp3杂化的特点：杂化的特点：3/4 p成分，成分，1/4 s成分，成分，正四面体，正四面体，键角键角109o28第二十四页，本课件共有103页甲烷的四面体结构甲烷的四面体结构第二十五页，本课件共有103页四、烷烃的物理性质四、烷烃的物理性质烷烃是非极性分子烷烃是非极性分子沸点：直链烷烃碳原子数增加，沸点升高。每多一个沸点

14、：直链烷烃碳原子数增加，沸点升高。每多一个-CH2-,沸沸点升高点升高20-30。支链烷烃沸点低。支链越多，沸点越低。支链烷烃沸点低。支链越多，沸点越低。熔点：从熔点：从17个碳的正烷烃开始，较高级的烷烃都是固体。个碳的正烷烃开始，较高级的烷烃都是固体。到到60个碳的正烷烃（熔点个碳的正烷烃（熔点99），其熔点不超过），其熔点不超过100。一。一般来说，直链烷烃的熔点随分子量增加而升高。般来说，直链烷烃的熔点随分子量增加而升高。溶解度：溶于非极性溶剂，不溶于极性溶剂。溶解度：溶于非极性溶剂，不溶于极性溶剂。比重：随分子量增加而增加，最大接近比重：随分子量增加而增加，最大接近0.8，都比水轻。，

15、都比水轻。第二十六页，本课件共有103页五、烷烃的化学性质五、烷烃的化学性质烷烃具有极大的化学稳定性。烷烃具有极大的化学稳定性。这是由于：这是由于：（1）形成该类化合物的）形成该类化合物的C-C,C-H键都很强，键都很强，需要较高的能量才能使之断裂。需要较高的能量才能使之断裂。（2）C-H键的电负性差别很小，整个分子中键的电负性差别很小，整个分子中 电子分布均匀，对亲核或亲电试剂都没有电子分布均匀，对亲核或亲电试剂都没有 特殊的亲和力。特殊的亲和力。第二十七页，本课件共有103页烷烃化学性质的特点：烷烃化学性质的特点：自由基是指带有未成对孤电子的基自由基是指带有未成对孤电子的基团或原子。团或原

16、子。取代取代是从反应结果看，烷烃中的是从反应结果看，烷烃中的H被被其它原子或基团取而代之。其它原子或基团取而代之。自由基取代反应自由基取代反应第二十八页，本课件共有103页 烷烃的卤化烷烃的卤化卤素的反应活性卤素的反应活性第二十九页，本课件共有103页(1)卤化反应机制卤化反应机制（以甲烷的氯化为例）（以甲烷的氯化为例）p24第三十页，本课件共有103页甲烷卤化反应的多种产物甲烷卤化反应的多种产物p24第三十一页，本课件共有103页(2)烷烃氢的卤化反应取代活性烷烃氢的卤化反应取代活性第三十二页，本课件共有103页p26第三十三页，本课件共有103页烷烃不同氢卤化时活性大小：烷烃不同氢卤化时活

17、性大小：10 H :2 0 H:3 0 H=1:3.7:5.1p26第三十四页，本课件共有103页能量增加p27第三十五页，本课件共有103页这是由于发生这是由于发生-超共轭所超共轭所造成的结果。造成的结果。第三十六页，本课件共有103页-超超 共轭共轭自由基相邻自由基相邻C上上C-H键的键的轨道或烷轨道或烷基上的基上的C-C键的键的轨道可以和自由轨道可以和自由基上的基上的轨道发生部分重叠，使轨道发生部分重叠，使键键上的电子云部分离开原来的区域。上的电子云部分离开原来的区域。电子云离开原来区域的现象称为离电子云离开原来区域的现象称为离域现象。离域可以使得体系变得比域现象。离域可以使得体系变得比

18、较稳定。这种现象称为较稳定。这种现象称为-超超 共轭。共轭。第三十七页，本课件共有103页自由基的结构自由基的结构第三十八页，本课件共有103页p27第三十九页，本课件共有103页3级自由基，与该自由基相邻的级自由基，与该自由基相邻的C原子有原子有9个个C-H 键键第四十页，本课件共有103页2级自由基，与该自由基相邻级自由基，与该自由基相邻的的C原子有原子有6个个C-H 键键第四十一页，本课件共有103页1级自由基，与该自由基相级自由基，与该自由基相邻的邻的C原子有原子有3个个C-H 键键第四十二页，本课件共有103页甲基自由基，没有超共轭效应甲基自由基，没有超共轭效应第四十三页，本课件共有

19、103页超共轭的结果是使自由基能量降低，超共轭的结果是使自由基能量降低，该降低的能量为该降低的能量为超共轭能超共轭能。自由基自由基超共轭能超共轭能(KJ/mol)54 38 25 0第四十四页，本课件共有103页（3）卤素的活性与选择性）卤素的活性与选择性（3）卤素的活性与选择性）卤素的活性与选择性p28第四十五页，本课件共有103页溴化时烷烃氢的活性比：溴化时烷烃氢的活性比：3o:2o :1o=1600:82:1氯化时烷烃氢的活性比：氯化时烷烃氢的活性比：3o:2o :1o=5.1:3.7:1原子的活性顺序：原子的活性顺序：选择性：Br2 Cl2第四十六页，本课件共有103页反应进程反应进程

20、试剂活性大试剂活性大过渡态过渡态中间体或产物中间体或产物反应物反应物势势能能反应进程反应进程试剂活性小试剂活性小过渡态过渡态反应物反应物中间体或产物中间体或产物放热反应 吸热反应势势能能第四十七页，本课件共有103页反应进程反应进程E2-E1 12.6 KJmol过渡态类似于中间体过渡态类似于中间体p28势势能能12.6 kJ/mol第四十八页，本课件共有103页势势能能反应进程反应进程E1-E2 =4.2KJ/mol过渡态类似于反应物过渡态类似于反应物p284.2 kJ/mol第四十九页，本课件共有103页第二章第二章 烷烃与环烷烃烷烃与环烷烃（一）开链烷烃（一）开链烷烃（一）开链烷烃（一）

21、开链烷烃一、烷烃的同系列和同分异构一、烷烃的同系列和同分异构二、烷烃的命名二、烷烃的命名三、烷烃的结构三、烷烃的结构四、烷烃的物理性质四、烷烃的物理性质五、烷烃的化学性质卤化反应五、烷烃的化学性质卤化反应（二）环烷烃（二）环烷烃（二）环烷烃（二）环烷烃一、环烷烃的命名一、环烷烃的命名二、环烷烃物理性质二、环烷烃物理性质三、环烷烃的化学性质三、环烷烃的化学性质（三）构象异构体（三）构象异构体第五十页，本课件共有103页 单环烃单环烃 CnH2n。多环烃是指环之间有多环烃是指环之间有共同共同碳原子的化合物。碳原子的化合物。双环双环 CnH2n-2 三环三环 CnH2n-4 单环烃单环烃？第五十一页

22、，本课件共有103页一、环烷烃的命名一、环烷烃的命名单环烃的命名在它相应的开链烃名称前加环字。环上有取代基单环烃的命名在它相应的开链烃名称前加环字。环上有取代基时，取代基的名称放在母体前，编号采用最小编号数字的原则，时，取代基的名称放在母体前，编号采用最小编号数字的原则，让取代基有最小的编号数字。让取代基有最小的编号数字。1，3-二甲基环己烷二甲基环己烷1-甲基甲基-2-乙基环戊烷乙基环戊烷第五十二页，本课件共有103页取代基取代基母体母体环丙基环己烷环丙基环己烷取代基取代基母体母体3-甲基甲基-4-环丁基庚烷环丁基庚烷第五十三页，本课件共有103页顺顺-1，4-二甲基环己烷二甲基环己烷反反-

23、1，4-二甲基环己烷二甲基环己烷顺反异构不能通过键的旋转而改变。顺反异构是立体异构。顺反异构不能通过键的旋转而改变。顺反异构是立体异构。第五十四页，本课件共有103页桥环和并环桥环和并环的命名是从共用碳原子的一头（桥头）开始，沿最的命名是从共用碳原子的一头（桥头）开始，沿最长的一边编号到另一个共用碳原子（另一桥头），再沿余下的长的一边编号到另一个共用碳原子（另一桥头），再沿余下的最长桥编回到起始桥头，最短的桥最后编号，并且仍需从起始最长桥编回到起始桥头，最短的桥最后编号，并且仍需从起始桥头一端的碳原子开始编号。桥头一端的碳原子开始编号。二环二环3.2.1辛烷辛烷1.以参与成环的碳原子以参与成环

24、的碳原子2.总数为母体，称为某烷总数为母体，称为某烷.3.2.注明环数，用环数做词注明环数，用环数做词4.头放在母体前头放在母体前.5.3.注明桥的结构，将注明桥的结构，将 各桥各桥6.所含碳原子数按由多到少所含碳原子数按由多到少7.的次序用数字表示，放在的次序用数字表示，放在8.词头和母体名称之间的方词头和母体名称之间的方9.括号内，并用括号内，并用小圆点小圆点隔开。隔开。第五十五页，本课件共有103页2，7，7-三甲基二环三甲基二环 2.2.1庚烷庚烷二环二环4.3.2十一烷十一烷第五十六页，本课件共有103页二环二环4.4.0癸烷（十氢化萘）癸烷（十氢化萘）螺环是两个环共用一个原子形成一

25、个螺环是两个环共用一个原子形成一个“螺接螺接”，螺接的共用原子，螺接的共用原子称为螺原子。命名时，编号是从较小环中邻接于螺原子的碳原称为螺原子。命名时，编号是从较小环中邻接于螺原子的碳原子开始，编完小环，再编螺原子和大环。子开始，编完小环，再编螺原子和大环。螺螺4.5癸烷癸烷4-甲基螺甲基螺2.4庚烷庚烷萘萘第五十七页，本课件共有103页化合物化合物 沸点沸点 熔点熔点 丙烷丙烷 -47.2 -187.1 环丙烷环丙烷 -32.7 -127.6 正丁烷正丁烷 -0.5 -135.0 环丁烷环丁烷 12.5 -80 正戊烷正戊烷 36.1 -129.3 环戊烷环戊烷 49.3 -93.9 正辛烷

26、正辛烷 125.6 -56.8 环辛烷环辛烷 150.0 14.3二、环烷烃的物理性质二、环烷烃的物理性质第五十八页，本课件共有103页三、环烷烃的化学性质三、环烷烃的化学性质大环烷烃和链形烷烃的化学性质很相象，对一般大环烷烃和链形烷烃的化学性质很相象，对一般试剂表现得不活波。试剂表现得不活波。Br2Br2第五十九页，本课件共有103页小环烷烃特别是三元环化合物由于环内张小环烷烃特别是三元环化合物由于环内张力大，比较容易发生力大，比较容易发生开环开环反应。反应。环的反应性：环的反应性：三元三元 四元四元 五、六、七元五、六、七元第六十页，本课件共有103页1.1.自由基取代反应自由基取代反应第

27、六十一页，本课件共有103页2.2.加成反应加成反应第六十二页，本课件共有103页3 3 拜尔（拜尔（A.Von Baeyer)A.Von Baeyer)的张力学说与角张力的解释的张力学说与角张力的解释张力学说提出的基础张力学说提出的基础所有的碳都应有正四面体结构。所有的碳都应有正四面体结构。碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面上碳原子成环后，所有成环的碳原子都处在同一平面上（当环碳原子大于当环碳原子大于4时，这一点是不正确的时，这一点是不正确的）。）。18801880年以前，只知道有五元环，六元环。年以前，只知道有五元环，六元环。18831883年，年，W.H.PerkinW.H.P

28、erkin合成了三元环，四元环。合成了三元环，四元环。18851885年，年，A.BaeyerA.Baeyer提出了张力学说。提出了张力学说。第六十三页，本课件共有103页现代的观点：现代的观点：spsp3 3杂化轨道成键时两键之间夹角应为杂化轨道成键时两键之间夹角应为109109o o2828，C-C C-C 之间的之间的spsp3 _3 _ sp sp3 3轨道轨道才可达最大重叠。才可达最大重叠。与正常键角偏差越大，与正常键角偏差越大，spsp3 3杂化轨道间重杂化轨道间重叠越不充分，形成的叠越不充分，形成的键越不稳定，我们键越不稳定，我们称这种现象叫角张力。称这种现象叫角张力。第六十四页

29、，本课件共有103页三元环三元环五元环五元环拜尔观点的错误拜尔观点的错误:假设所有环碳原子在同一平面上来计算角假设所有环碳原子在同一平面上来计算角张力，以推断分子的稳定性。张力，以推断分子的稳定性。第六十五页，本课件共有103页 环烃环烃 -CH-CH2 2-的燃烧热的燃烧热三元环三元环 697.1四元环四元环 686.1五元环五元环 664.0六元环六元环 658.6开链烃开链烃 658.6（KJ/mol）第六十六页，本课件共有103页环戊烷环戊烷环己烷环己烷环辛烷环辛烷第六十七页，本课件共有103页（三）构象异构体（三）构象异构体由于由于键旋转键旋转角度不同而产角度不同而产生的不同结构生的

30、不同结构称为构象异构。称为构象异构。第六十八页，本课件共有103页1.乙烷的构象乙烷的构象第六十九页，本课件共有103页立体形象的表示法：立体形象的表示法：（构象表示方法）（构象表示方法）伞式伞式 锯架式锯架式 纽曼式纽曼式交叉式构象交叉式构象重重叠叠式构象式构象伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物伞式，锯架式与纽曼式的画法也适合于其它有机化合物第七十页，本课件共有103页E.Fischer投影式重叠式构象重叠式构象第七十一页，本课件共有103页乙烷乙烷构象势能关系图构象势能关系图 以单键的旋转角度为横坐标，以以单键的旋转角度为横坐标，以各种构象的势能为纵坐标。如果将单各种构象的势

31、能为纵坐标。如果将单键旋转键旋转360度，就可以画出一条构度，就可以画出一条构象的势能曲线。由势能曲线与坐象的势能曲线。由势能曲线与坐标共同组成的图为构象的势能关标共同组成的图为构象的势能关系图。系图。稳定构象稳定构象位于势能曲线谷底的位于势能曲线谷底的构象构象转动能垒转动能垒 分子由一个稳定的交叉式构分子由一个稳定的交叉式构象转为一个不稳定的重叠式象转为一个不稳定的重叠式构象所必须的最低能量。构象所必须的最低能量。（2525时转速达时转速达10101111次次/秒）秒）第七十二页，本课件共有103页2.丁烷构象丁烷构象对位交叉 邻位交叉全重叠 重叠稳定性：对位交叉邻位交叉 重叠 全重叠第七十

32、三页，本课件共有103页（B B）扭转张力：在两个）扭转张力：在两个SPSP3 3杂化的杂化的C C原子之间，原子之间，任何与稳定构象交叉式的偏差都会使稳定性下任何与稳定构象交叉式的偏差都会使稳定性下降，这种影响称为扭转张力。降，这种影响称为扭转张力。影响构象稳定性的因素：影响构象稳定性的因素：（A A）角张力：任何与正常键角）角张力：任何与正常键角109109o o2828的偏差的偏差都可造成张力，影响稳定性。这种影响称为角都可造成张力，影响稳定性。这种影响称为角张力。张力。第七十四页，本课件共有103页（C C）空间张力（范德华张力）：非成键原子或）空间张力（范德华张力）：非成键原子或基团

33、，相距如大于范德华半径之和则发生范德基团，相距如大于范德华半径之和则发生范德华引力，如小于范德华半径之和则将产生斥力，华引力，如小于范德华半径之和则将产生斥力，引起不稳定，这种影响称为空间张力。引起不稳定，这种影响称为空间张力。（D D）偶极作用力：非成键原子或基团间的偶极相吸）偶极作用力：非成键原子或基团间的偶极相吸或相斥，以及氢键都可以影响稳定性。或相斥，以及氢键都可以影响稳定性。第七十五页，本课件共有103页氢键的解释：一个分子中与电负性大的原子氢键的解释：一个分子中与电负性大的原子X X以以共价键相连的共价键相连的H H原子，它还可以和另一个电负性原子，它还可以和另一个电负性大的原子大

34、的原子X X之间生成一种弱的键。这种键称为氢之间生成一种弱的键。这种键称为氢键。它比范德华力强。氢键是一种分子间作用力。键。它比范德华力强。氢键是一种分子间作用力。能量能量20.9KJ/mol20.9KJ/mol。键能虽不大，但影响化合物的沸。键能虽不大，但影响化合物的沸点及稳定性。点及稳定性。第七十六页，本课件共有103页3.3.环己烷及衍生物的构象环己烷及衍生物的构象从角张力分析：没有角张力（键角为从角张力分析：没有角张力（键角为109o28）的）的环己烷的构象有：环己烷的构象有：椅式椅式船式船式扭船式扭船式第七十七页，本课件共有103页船式船式扭船式扭船式椅式椅式椅式椅式船式船式扭船式扭

35、船式从扭转张力分析从扭转张力分析:p33？第七十八页，本课件共有103页船式船式扭船式扭船式椅式椅式椅式椅式船式船式扭船式扭船式从扭转张力分析从扭转张力分析:p33第七十九页，本课件共有103页从空间张力分析：从空间张力分析：船式船式扭船式扭船式椅式椅式第八十页，本课件共有103页从空间张力分析：从空间张力分析：船式船式扭船式扭船式椅式椅式第八十一页，本课件共有103页综合分析：椅式综合分析：椅式 扭船式扭船式 船式船式椅式、扭船式、船式随着键的旋转是可以互相椅式、扭船式、船式随着键的旋转是可以互相转换的。转换的。第八十二页，本课件共有103页p34第八十三页，本课件共有103页6个直键（个直

36、键（a键），键），3个向个向上，上，3个向下，与环平个向下，与环平面垂直。面垂直。6个平键（个平键（e键），键），3个向个向上，上，3个向下，与环平个向下，与环平面大致平行。面大致平行。(1)六个碳分为两组，1，3，5在平面上，2，4，6(2)在平面下。(3)（2）12个氢分两组，一组垂直于平面上下。称 a键(4)另一组略平行于平面上下。称e键(5)（3）所有C-C键为邻位交叉。(6)无角张力，无扭转张力和空间张力 第八十四页，本课件共有103页6个直键（个直键（a键），键），3个向个向上，上，3个向下，与环平个向下，与环平面垂直。面垂直。6个平键（个平键（e键），键），3个向个向上，上，3个

37、向下，与环平个向下，与环平面大致平行。面大致平行。(1)六个碳分为两组，1，3，5在平面上，2，4，6(2)在平面下。(3)（2）12个氢分两组，一组垂直于平面上下。称 a键(4)另一组略平行于平面上下。称e键(5)（3）所有C-C键为邻位交叉。(6)无角张力，无扭转张力和空间张力 第八十五页，本课件共有103页（1 1）一取代环己烷的构象）一取代环己烷的构象甲基与甲基与1，3，5碳上碳上的氢没有空间张力的氢没有空间张力甲基与甲基与3，5碳上碳上的氢有空间张力的氢有空间张力第八十六页，本课件共有103页甲基与亚甲基甲基与亚甲基为邻式构象为邻式构象甲基与亚甲基甲基与亚甲基为反式构象为反式构象直键

38、甲基取代比平键甲基取代势能高直键甲基取代比平键甲基取代势能高7.1KJ/mol第八十七页，本课件共有103页（2）二取代环己烷的构型与构象二取代环己烷的构型与构象1，2取代取代1，3取代取代1，4取代取代第八十八页，本课件共有103页1 1，4-4-二取代环己烷二取代环己烷反反-1，4-二甲基环己烷二甲基环己烷顺顺-1，4-二甲基环己烷二甲基环己烷第八十九页，本课件共有103页直键叔丁基比平键叔丁直键叔丁基比平键叔丁基的势能高基的势能高20.9-25.1KJ/mol第九十页，本课件共有103页顺顺1,4-二叔丁基环己烷二叔丁基环己烷扭船式扭船式第九十一页，本课件共有103页两个甲基处于邻位，两

39、个甲基处于邻位，但与亚甲基处于反式但与亚甲基处于反式两个甲基处于反式，两个甲基处于反式，但与亚甲基处于邻位但与亚甲基处于邻位1,2-二取代环己烷二取代环己烷反反-1，2二甲基环己烷二甲基环己烷第九十二页，本课件共有103页第九十三页，本课件共有103页三元、四元以及五元环的构象三元、四元以及五元环的构象(1).(1).环丙烷结构的近代理论环丙烷结构的近代理论沿键轴方向交盖，沿键轴方向交盖，键较强键较强不沿键轴方向交盖，不沿键轴方向交盖，键较弱键较弱第九十四页，本课件共有103页环丙烷的弯键结构理论环丙烷的弯键结构理论弯键结构理论是由弯键结构理论是由C.A.CoulsonC.A.Coulson、

40、W.MoffitW.Moffit（牛津大（牛津大学）根据量子力学计算提出的。这一理论又得到了学）根据量子力学计算提出的。这一理论又得到了x-x-射线射线衍射研究的电子密度图的证实。衍射研究的电子密度图的证实。环丙烷的弯键轨道结构环丙烷的弯键轨道结构第九十五页，本课件共有103页实验证明：实验证明：环丙烷的两个环外轨道（与环丙烷的两个环外轨道（与H H形成形成C-HC-H键）键）S S占占33%33%，环，环内两个杂化轨道内两个杂化轨道S S占近占近17%17%，接近，接近spsp2 2杂化杂化;环内接近环内接近spsp4 4 -spsp5 5杂化。杂化。由于由于C-HC-H键是用接近于键是用接

41、近于spsp2 2杂化轨道成键的，所以键短杂化轨道成键的，所以键短而强，而强，C-CC-C键中，键中，P P轨道成份多，电子云多在三个轨道成份多，电子云多在三个C C间的间的连线之外，利于试剂进攻，所以化学性质活波，易开环。连线之外，利于试剂进攻，所以化学性质活波，易开环。环丙烷中的环丙烷中的C-CC-C键不是真正的键不是真正的键，因为键，因为键的定义是键的定义是沿键轴方向交盖而形成的键。沿键轴方向交盖而形成的键。第九十六页，本课件共有103页从角张力及扭转张力分析从角张力及扭转张力分析环丙烷的六根环丙烷的六根C-HC-H键的构象由于三点使环固定，键的构象由于三点使环固定，C-CC-C键不能自

42、由旋转，使六对键不能自由旋转，使六对C-HC-H键都处于重叠式。键都处于重叠式。总的来说，环丙烷中的价键是既大略地保持原轨总的来说，环丙烷中的价键是既大略地保持原轨道间的角度，又有一定程度的重叠形成一个弯曲的键，道间的角度，又有一定程度的重叠形成一个弯曲的键，这样就使分子的能量达到最适合的程度。这样就使分子的能量达到最适合的程度。第九十七页，本课件共有103页 环丁烷的构象环丁烷的构象C-CC-C之间与环丙烷一样形成弯曲的键。之间与环丙烷一样形成弯曲的键。环丁烷的蝴蝶形环丁烷的蝴蝶形化合物化合物 -CH2-的燃烧热的燃烧热 （KJ/mol）环丙烷环丙烷 693环丁烷环丁烷 682开链烃开链烃

43、658.6第九十八页，本课件共有103页环戊烷的构象环戊烷的构象环戊烷的较稳定构象是环戊烷的较稳定构象是“信封式信封式”。环戊烷的信封式结构（假旋转）环戊烷的信封式结构（假旋转）信封式构象是动态的，围绕不同的信封式构象是动态的，围绕不同的C-CC-C键扭转，不同的键扭转，不同的-CH-CH2 2-伸出平伸出平面，它们处在动态平衡之中。这种分子运动现象叫假旋转。面，它们处在动态平衡之中。这种分子运动现象叫假旋转。第九十九页，本课件共有103页1.名称名称 萘萘 十氢合萘（暜通名）十氢合萘（暜通名）二环二环4.4.0癸烷（学名癸烷（学名）4 4 十氢合萘的构象十氢合萘的构象十氢合萘的构象十氢合萘的

44、构象第一百页，本课件共有103页2.顺十氢合萘平面表示法顺十氢合萘平面表示法3.反十氢合萘平面表示法反十氢合萘平面表示法第一百零一页，本课件共有103页（1）顺十氢合萘）顺十氢合萘(A)环：环：有两个取代基，产生一个邻交叉。有两个取代基，产生一个邻交叉。C1-C9对对A产生两个产生两个1,3-二直立键。二直立键。(B)环：环：有两个取代基，产生一个邻交叉。有两个取代基，产生一个邻交叉。C5-C10对对B产生两个产生两个1,3-二直立键。二直立键。归纳：其中有两个归纳：其中有两个1,3-二直立键重合，所以实际上有三个二直立键重合，所以实际上有三个1,3-二直立键。二直立键。4.4.十氢合萘的构象表示十氢合萘的构象表示十氢合萘的构象表示十氢合萘的构象表示ABBABA一一 对对 构构 象象 转转 换换 体体第一百零二页，本课件共有103页感感谢谢大大家家观观看看第一百零三页，本课件共有103页