高中化学 烷烃与环烷烃烷烃（二）课件

烷烷 烃烃1 1 烷烃的同系列和同分异构体现象烷烃的同系列和同分异构体现象2 2 烷烃的命名法烷烃的命名法3 3 烷烃的分子结构烷烃的分子结构4 4 烷烃的性质烷烃的性质5 5 卤代反应历程卤代反应历程6 6 烷烃的来源烷烃的来源 在组成上仅含有在组成上仅含有碳碳与与氢氢两元素的化合物叫两元素的化合物叫碳氢化合物碳氢化合物也称为也称为烃烃。 脂肪烃分子中只含有脂肪烃分子中只含有C-C单键和单键和C-H 键的叫做键的叫做烷烃烷烃。 第二章第二章 烷烷 烃烃 根据烃分子中碳原子间连接方式可分为：根据烃分子中碳原子间连接方式可分为：烃烃开链烃开链烃饱和烃：饱和烃：烷烃烷烃不饱和烃：不饱和烃：烯烃烯烃炔烃炔烃脂环烃脂环烃芳香烃芳香烃 环状烃环状烃（脂肪烃）（脂肪烃）一、同系列一、同系列 在烷烃的一系列化合物中，其分子组成中所含的在烷烃的一系列化合物中，其分子组成中所含的碳原碳原子子和和氢原子氢原子在数量上存在着在数量上存在着一定的关系一定的关系，即，即每增加每增加一个一个C 原子原子，就，就相应地增加相应地增加二个二个H 原子原子。可用一个可用一个式子式子代表：代表：HC HHHn()烷烃通式：烷烃通式：CnH2n+2 这些结构上相似而组成上相邻的这些结构上相似而组成上相邻的两个烷烃两个烷烃的组成都是相差的组成都是相差CH2。CH2 叫做叫做同系列差同系列差。1 1 烷烃的同系列和同分异构体现象烷烃的同系列和同分异构体现象HCH HCCH HCCCH HCCCCH H H H H H H H H H HH H H H H H H H H H甲烷甲烷 乙烷乙烷 丙烷丙烷 丁烷丁烷CH4 C2H6 C3H8 C4H10 具有具有同一个通式同一个通式，组成上相差只是，组成上相差只是CH2或其或其整数倍整数倍的的一系列化合物叫做一系列化合物叫做同系列同系列。 同系物同系物具有相似的具有相似的化学性质化学性质，其，其物理性质物理性质（例如（例如沸沸点点、熔点熔点、相对密度相对密度、溶解度溶解度等）一般是随着相对分子等）一般是随着相对分子质量的改变而呈现质量的改变而呈现规律性的变化规律性的变化。 二、同分异构现象二、同分异构现象 分子式相同的结构不同化合物叫做分子式相同的结构不同化合物叫做同分异构体同分异构体（简称（简称异构异构体体）。这种现象叫做）。这种现象叫做同分异构现象同分异构现象。从从丁烷丁烷开始出现开始出现同分异构体同分异构体HCCCHH H H H H H HCCCCHH H H HH H H HHCCCHH H H H H H-C-HH链链端被端被-CH3 取代取代中间被中间被-CH3 取代取代HH 异构体数目异构体数目 如如 戊烷戊烷 C5H12 3 己烷己烷 C6H14 5 壬烷壬烷 C9H20 35 一个已知分子式的烷烃究竟有多少个异构体？一个已知分子式的烷烃究竟有多少个异构体？利用逐步缩短碳链的方法，推导出异构体的数目及其构造式。利用逐步缩短碳链的方法，推导出异构体的数目及其构造式。基本步骤基本步骤：（以己烷：（以己烷C6H14为例）为例） 同分异构现象同分异构现象是有机化合物中存在的是有机化合物中存在的普遍现象普遍现象。随着化合。随着化合物分子中所含物分子中所含碳原子数目碳原子数目的增加，同分异构体的的增加，同分异构体的数目数目也也越多越多。基本步骤基本步骤：（以己烷：（以己烷C6H14为例）为例）1. 写出己烷的最长直链式：写出己烷的最长直链式：2. 写出比写出比 式少一个碳原子的直链式：式少一个碳原子的直链式：3. 再写出比再写出比 式少两个碳原子的直链式：式少两个碳原子的直链式：C-C-C-C-C-C C-C-C-C-C C-C-C-C-C C-C-C-C-CCCC C-C-C-C C-C-C-C C-C-C-C C-C-C-C C-C-C-C C-C-C-CCCCCCCCCC CCC 化合物的化合物的结构式结构式不仅能代表化合物不仅能代表化合物分子的组成分子的组成，而且能反，而且能反映出分子中的映出分子中的成键顺序成键顺序。因此，常用。因此，常用结构式结构式来表示有机化合物。来表示有机化合物。CH3C(CH3)2CH2CH3 或或 (CH3)3CCH2CH3 结构简式结构简式如：如： CH3-C-CH2-CH3 构造式构造式CH3CH3CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH-CH2-CH2-CH3CH3CH3-CH-CH-CH3CH3CH3CH3-CH2-CH-CH2-CH3CH3CH3-C-CH2-CH3CH3CH3分子式分子式是在其是在其碳干碳干上配上相应的上配上相应的H 原子原子。 与与伯、仲、叔伯、仲、叔碳原子碳原子相连的氢原子分别称为相连的氢原子分别称为伯、仲、叔伯、仲、叔氢原子氢原子。不同类型的不同类型的氢原子氢原子在同一反应中的反应性能是有一定差别。在同一反应中的反应性能是有一定差别。如：如： CH3CCH2CHCH3 CH3CH3CH3只连有只连有四个碳原子四个碳原子的称为的称为季碳原子季碳原子，常以，常以4表示（表示（四级碳原子四级碳原子）。）。只连有只连有一个碳原子一个碳原子的称为的称为伯伯碳原子碳原子，常以，常以1表示（表示（一级碳原子一级碳原子）；）；只连有只连有二个碳原子二个碳原子的称为的称为仲碳原子仲碳原子，常以，常以2表示（表示（二级碳原子二级碳原子）；）；只连有只连有三个碳原子三个碳原子的称为的称为叔碳原子叔碳原子，常以，常以3表示（表示（三级碳原子三级碳原子）；）；11111234三、伯、仲、叔和季碳原子三、伯、仲、叔和季碳原子碳链中的碳原子按照它们所连结的碳原子数目可分为四类：碳链中的碳原子按照它们所连结的碳原子数目可分为四类：一、普通命名法一、普通命名法“天干天干”甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。十一碳以上十一碳以上用用汉字数字汉字数字表示：表示： 一般按烷烃所含一般按烷烃所含碳原子数目碳原子数目来命名，碳原子在来命名，碳原子在十以内十以内用用“天干天干”表示，称表示，称“某烷某烷”。如如：C6H14 C8H18 C12H26己烷己烷辛烷辛烷十二烷十二烷区别区别异构体异构体用用“正正”、“异异”、“新新”。2 2 烷烃的命名法烷烃的命名法异戊烷异戊烷如：如： CH3-CH2-CH2-CH2-CH3 CH3-CH-CH2-CH3 CH3-C-CH3CH3CH3CH3正戊烷正戊烷新戊烷新戊烷 将直链烷烃将直链烷烃叫叫“正正”具有具有 结构，即结构，即端位第二端位第二个碳原子有个碳原子有2个个CH3叫叫“异异”CH3-CH-CH3具有具有 结构，即结构，即端位第二端位第二个碳原子有个碳原子有3个个CH3叫叫“新新”CH3-C-CH3CH3例题：用普通命名法命名下列化合物CHCH3CH3CH2CH2CH3CH2CH3CH3CH3CH3二、系统命名法二、系统命名法 系统命名法系统命名法是采用是采用国际纯化学与应用化学联合会国际纯化学与应用化学联合会（简（简称称IUPAC）的命名原则，结合我国文字的特点，制定了中的命名原则，结合我国文字的特点，制定了中文系统命名法（文系统命名法（1960年）。年）。1. 烷基烷基 烷烃分子中去掉一个烷烃分子中去掉一个氢原子氢原子后，剩下的原子团叫后，剩下的原子团叫烷基烷基。烷基是烷基是一价基一价基，通式为，通式为CnH2n+1，常用常用R-代表烷基。代表烷基。 烷基的名称由相应的烷烃而得。烷基的名称由相应的烷烃而得。 例如：例如：异丙基异丙基-CH2CH2CH3 丙基丙基CH3CH3 -CH2CH3 乙基乙基CH3CH2CH3CH3-CH-CH3CH4 -CH3 甲基甲基-H-H中间碳中间碳-H链链端碳端碳-H缩写缩写符号符号名称名称构造式构造式缩写缩写符号符号名称名称构造式构造式CH3-CH-CH3CH3-CH2-CH-CH3-CH-CH2CH3CH3-C-CH3CH3CH3-CH3-CH2CH3-CH2CH2CH3-CH2(CH2)2 CH3甲基甲基乙基乙基正丙基正丙基异丙基异丙基正丁基正丁基异丁基异丁基-CH2CH2CHCH3CH3-CH2-C-CH3CH3CH3-C-CH2CH3CH3CH3仲丁基仲丁基叔丁基叔丁基叔戊基叔戊基新戊基新戊基异戊基异戊基MeEtn-Pri-Prn-Bui-Bus-But-Bui-Pentt-Pentneo-Pent常见的烷基名称常见的烷基名称2. 直链烷烃的命名直链烷烃的命名 与普通命名法基本相同，但不用与普通命名法基本相同，但不用“正正”字。具有字。具有1 11010个个碳原子碳原子数的烷烃采用我国古代记数的数的烷烃采用我国古代记数的“天干天干”。1010个碳以上个碳以上的烷烃则用的烷烃则用汉字数字汉字数字表明。表明。如：如：CH3CH2CH2CH2CH3 正戊烷正戊烷（普通命名法普通命名法）戊戊 烷烷（系统命名法系统命名法） 3、支链烷烃的命名支链烷烃的命名 把它看作是把它看作是直链烷烃直链烷烃取代衍生物取代衍生物如：如：CH3-CH2-CH-CH2-CH2-CH3CH33-3-甲基己烷甲基己烷（看作是（看作是己烷的衍生物己烷的衍生物）1 2 3 4 5 6取代基位置取代基位置位置与名称用短线连接位置与名称用短线连接母体名称母体名称取代基名称取代基名称 选取主链选取主链选择选择最长最长的碳链为的碳链为主链主链。支链当作取代基。支链当作取代基。 编号编号（1）从靠近从靠近支链的一端支链的一端开始，编号时应尽可能使开始，编号时应尽可能使 取代基具有取代基具有最低编号最低编号。 步步 骤骤如：如： CH3-CH2-CH2-CH-CH3CH2-CH3CH3-CHCH2CH-CH2CH3CH2CH3CH2CH2CH3CH3CH2CHCH2CH-CH2CH2CH3CH3CH2CH3（如上例）（如上例）2 16 5 4 32 16 7 8 3 4 51 2 3 4 5 6 7 8 （2 2）当几种可能的编号方向时，应当选定使取代基具有）当几种可能的编号方向时，应当选定使取代基具有“最低系列最低系列”的那种编号（即顺次逐项比较各系列的不同位的那种编号（即顺次逐项比较各系列的不同位次，次，最先遇到位次最小最先遇到位次最小者定为者定为最低系列最低系列）。）。（3）两端一样长两端一样长时，从时，从小取代基小取代基一端开始编号。一端开始编号。CH3-CHCH-CH2-CH2-C-CH3CH3CH3 CH3CH3CH3CHCH2CH2CH2CH2CHCHCH2CH3CH3 CH3CH3CH3CH2CHCH2CHCH2CH3CH3 CH2CH3从左到右：从左到右：2，3，6，6从右到左：从右到左：2，2，5，61 2 3 4 5 6 7 7 6 5 4 3 2 11 2 3 4 5 6 7 1 2 3 4 5 6 7 8 9 102, 7, 8-三三甲基甲基癸癸烷（不叫烷（不叫3,4,9-3,4,9-三三甲基甲基癸癸烷）烷）3-甲基甲基-5-5-乙基乙基庚庚烷烷（4）有多种有多种等长等长的的最长碳链最长碳链可供选择时，应选择取代基可供选择时，应选择取代基最最 多的碳链多的碳链为为主链主链。CH3-CH2-CHCH-CH2-CH3CH3 CHCH3 CH3CHCH3 CH3CH2CH2-CHCH-CH-CH3CH3 CHCH3 CH3CH3 CH24 3 2 1 5 6 73 2 14 5 62, 5-二二甲基甲基-3,4-3,4-二二乙基乙基己己烷烷2, 3, 5-三三甲基甲基-4-4-丙基丙基庚庚烷烷不是不是2, 3-二二甲基甲基-4-4-仲丁基仲丁基庚庚烷烷 “先小后大，同基合并先小后大，同基合并”（如前例）（如前例）烃基大小的次序烃基大小的次序（按按“对映异构中的对映异构中的次序规则次序规则”决定）决定）:甲基甲基乙基乙基丙基丙基丁基丁基戊基戊基己基己基异戊基异戊基异丁基异丁基异丙基异丙基CH3-CHC-CH2-CH2-CH3CH3 CH2CH3CH3 2, 3-二二甲基甲基-3-3-乙基乙基己己烷烷1 2 3 4 5 6 有不同取代基时，把有不同取代基时，把小取代基小取代基名称写名称写在在 前面前面，大取代基大取代基写写在后面在后面。相同取代基相同取代基 合并起来合并起来，取代基数目用，取代基数目用二、三、二、三、 等表示。等表示。小结：小结： 命名规则：命名规则：(1)选主链：最长碳链。选主链：最长碳链。取代基最多；取代基最多；(2)编号：编号：a:从离支链最近的一端开始编号；从离支链最近的一端开始编号；b: “位置和最小位置和最小”-“最低系列最低系列”规则规则(3)写出名称：写出名称：a:支链烷基名称和位置写在前；支链烷基名称和位置写在前； b: 小基团在前，大基团在后（次序规则）；小基团在前，大基团在后（次序规则）； c:相同基团合并，以汉字二、三、四等标明数目。相同基团合并，以汉字二、三、四等标明数目。注意： (1).数字与汉字间用数字与汉字间用“”隔开，数字间用隔开，数字间用“，”分开；分开； (2). “某基某基”和和“某烷某烷”之间不能用之间不能用“”隔开隔开; (3).汉字二、三、四等不能用阿拉伯数字汉字二、三、四等不能用阿拉伯数字2,3,4等替换等替换课堂习题：课堂习题：1.1.对下列烷烃进行命名对下列烷烃进行命名CH3CH3CH3CH2CH2CH2CHCCH3CH3CH3CH3CH3CHCH2CCH2CH3CH2CH33,3,5-三甲基庚烷2，4-二甲基-4-乙基已烷2.指出下列两化合物的命名不正确的地方并重新命名指出下列两化合物的命名不正确的地方并重新命名2，4-二甲基-6-乙基庚烷4-乙基-5,5-二甲基戊烷4-丙基-6-异丙基壬烷课堂练习 一、碳原子的一、碳原子的SP3杂化轨道、杂化轨道、键键 1. 碳原子的碳原子的sp3杂化轨道杂化轨道 碳原子在基态时电子构型：碳原子在基态时电子构型：1S2、2S2、2p2 键角：键角：109.5杂化杂化SP3跃迁跃迁2S2Py2Px2PZ2S2P1SE 3 3 烷烃的分子结构烷烃的分子结构SP3 杂化轨道含杂化轨道含1/4 S 轨道轨道3/4 P 轨道轨道1个个SP3杂化轨道形状杂化轨道形状4个个SP3杂化轨道杂化轨道 2、甲烷的分子模型甲烷的分子模型虚线虚线表示伸向纸平面后方表示伸向纸平面后方实线实线表示在纸平面前上表示在纸平面前上楔线楔线表示伸向纸平面前方表示伸向纸平面前方甲烷模型甲烷模型凯库勒模型凯库勒模型斯陶特模型斯陶特模型HCHHH甲烷凯库勒模型甲烷凯库勒模型甲烷的立体构造式甲烷的立体构造式CHHHH（透视式）（透视式）甲烷斯特模型甲烷斯特模型 乙烷分子结构虽然是四面体，但不是乙烷分子结构虽然是四面体，但不是正四面体正四面体，键，键角也不是角也不是109. 5而是而是接近接近109. 5。 甲烷的形成示意图甲烷的形成示意图键键乙烷的结构乙烷的结构键键 3. 成键方式成键方式 二、烷烃的构象二、烷烃的构象构象构象围绕碳碳围绕碳碳键键旋转而使分子中原子或基团在旋转而使分子中原子或基团在空间空间 的的不同排列方式不同排列方式。纽曼投影式纽曼投影式重叠式重叠式交叉式交叉式锯架式锯架式（透视式）（透视式）HHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHHH 乙烷分子乙烷分子中两个极端中两个极端的空间形象：的空间形象： 1. 乙烷的构象乙烷的构象 2. 丁烷的构象丁烷的构象全重叠式全重叠式CH3H3CHHHH邻位交叉式邻位交叉式HHHHCH3CH3转转60部分重叠式部分重叠式CH3H3CHHHH转转60对位交叉式对位交叉式HHHHCH3CH3转转60 2. 丁烷的构象丁烷的构象一、物理性质一、物理性质 烷烃是烷烃是无色物质无色物质，具有一定的气味。直链烷烃的物理性，具有一定的气味。直链烷烃的物理性质，例如质，例如熔点熔点、沸点沸点、相对密度相对密度等，随着分子中碳原子数等，随着分子中碳原子数（或相对分子质量）的增大，而呈（或相对分子质量）的增大，而呈规律性规律性的变化。的变化。（表（表2-1）1. 物理状态物理状态C1C4气态气态C5C16液态液态C17以上以上固态固态2. 沸点沸点（b.P.） 4 4 烷烃的性质烷烃的性质 同数碳烷烃，直链比支链沸点高。同数碳烷烃，直链比支链沸点高。 直链烷烃，碳数直链烷烃，碳数 则沸点则沸点 。3、熔点（、熔点（m.P.） 一般含碳原子数一般含碳原子数相同的烷烃的熔点是相同的烷烃的熔点是随着分子的对称才增随着分子的对称才增加而升高的，加而升高的，分子越分子越对称对称，它们在，它们在晶格中晶格中排列越紧密排列越紧密，分子之分子之间的间的范德华作用力范德华作用力也也越强，故越强，故熔点越高熔点越高。 碳数碳数 ，则熔点，则熔点 。 偶数偶数碳链比碳链比奇数奇数碳链碳链稍高稍高。 同数碳同数碳异构体：异构体：新新 正正 异异。 5. 水溶性水溶性烷烃几乎不溶于水，但易溶于有机溶剂。烷烃几乎不溶于水，但易溶于有机溶剂。 结构相似或极性大小相近的化合物可以彼此互溶，这结构相似或极性大小相近的化合物可以彼此互溶，这就是就是“相似相溶相似相溶”的经验溶解规律。的经验溶解规律。4. 相对密度（相对密度（D）碳数碳数 ，则，则相对密度相对密度 ，最后近于，最后近于0.78 相对密度与分子引力有关，分子间引力增大，分子间相对密度与分子引力有关，分子间引力增大，分子间的距离相应减少，故相对密度就增大。的距离相应减少，故相对密度就增大。对称性逐渐增高对称性逐渐增高熔点逐渐增大熔点逐渐增大新戊烷新戊烷 正戊烷正戊烷 异戊烷异戊烷CH3-C-CH3CH3CH3CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH3CH3-CH-CH2-CH3mP：-17 -130 -160 烷烃的稳定性不是绝对的，在一定条件下（如烷烃的稳定性不是绝对的，在一定条件下（如光光、高温高温或或催化剂催化剂的影响下）也可以发生某些反应。的影响下）也可以发生某些反应。 二、化学性质二、化学性质 在在常温常温下烷烃的化学性质下烷烃的化学性质很不活泼很不活泼，与，与强酸强酸、强碱强碱、强氧化剂强氧化剂和和还原剂还原剂等都不起作用。等都不起作用。 烷烃化学性质比较稳定的主要原因：烷烃化学性质比较稳定的主要原因：（C-C 键能为键能为345.6KJ/mol；C-H 键能为键能为415.3KJ/mol） C-C及及C-H 键较牢固键较牢固 烷烃为烷烃为非极性分子非极性分子，一般条件下试剂不易进攻。，一般条件下试剂不易进攻。 部分氧化（选择性氧化）部分氧化（选择性氧化）1. 氧化反应氧化反应 燃烧燃烧CH4 + 2 O2 CO2 + 2 H2O + 891.2 kJ / mol点燃点燃CnH2n+2 + O2 n CO2 + (n-1) H2O + 热能热能3n+12点燃点燃CH3CH2-CH2CH3 + O2 2 CH3COOH + H2O乙酸钴乙酸钴521502255Mpa50 %R-CH2-CH2-R/ R-COOH + R/-COOH + 其它酸其它酸MnO2107110高级脂肪酸高级脂肪酸RR/ R-OH + R/-OH 催化剂催化剂2. 裂化反应裂化反应 烷烃在烷烃在高温下高温下分子中的分子中的C-C 键键与与C-H 键键间易发生断裂而间易发生断裂而生成分子量较小的烷烃与烯烃，这称为烷烃的生成分子量较小的烷烃与烯烃，这称为烷烃的裂化裂化。这个反。这个反应在石油化工生产中极为重要。应在石油化工生产中极为重要。裂化反应裂化反应热裂化热裂化指在指在500700高温、加压下进行。高温、加压下进行。催化裂化催化裂化在在400500 常压催化下进行。常压催化下进行。CH3-CH=CH2 + H2CH2=CH2 + CH4CH3CHCH2HH460CH3-CH2-CH2-CH3CH2=CH2 + CH3-CH3CH3-CH=CH2 + CH4CH3-CH2-CH=CH2 + H25003. 卤代反应卤代反应烷烃分子中的烷烃分子中的氢原子氢原子被被卤素卤素所取代的反应称为所取代的反应称为卤代反应卤代反应。 烷烃与卤素在室温和黑暗中并不发生反应，但在烷烃与卤素在室温和黑暗中并不发生反应，但在强烈强烈日光日光照射下，则发生照射下，则发生猛烈反应猛烈反应。 在在漫射光漫射光、加热加热或某些或某些催化剂催化剂作用下，能够进行可以作用下，能够进行可以控制的卤代反应控制的卤代反应。CH4 + 2 Cl2 4 HCl + C 强日光强日光一氯甲烷一氯甲烷CH4 + Cl2 CH3Cl + HCl h或或250二氯甲烷二氯甲烷CH3Cl + Cl2 CH2Cl2 + HCl h或或250三氯甲烷三氯甲烷CH2Cl2 + Cl2 CHCl3 + HCl h或或250四氯化碳四氯化碳CHCl3 + Cl2 CCl4 + HCl h或或250其它烷烃的卤代其它烷烃的卤代 碳链较长的烷烃进行氯化时，可以取代不同的氢原子碳链较长的烷烃进行氯化时，可以取代不同的氢原子得到不同的氯化烃。得到不同的氯化烃。丙烷丙烷1-氯丙烷氯丙烷2-氯丙烷氯丙烷CH3-CH2-CH3 + Cl2 CH3CH2CH2Cl + CH3-CH-CH3 Clh2543 %57 %氯代叔丁烷氯代叔丁烷氯代异丁烷氯代异丁烷CH3-C-H + Cl2 CH3-C-Cl + CH3-C-HCH3CH3h25CH3CH3CH3CH2Cl异丁烷异丁烷36 %64 %伯氢伯氢叔氢叔氢=36 / 164 / 915仲氢仲氢伯氢伯氢=57 / 243 / 614 在室温下，在室温下，叔叔、仲仲、伯氢原子伯氢原子被被氯原子氯原子夺取夺取的相对速率为的相对速率为5 : 4 : 1。反应活性：反应活性：3 2 1HHH 在溴代反应中，烷烃分子中的各种在溴代反应中，烷烃分子中的各种H 的活性次序也的活性次序也是是3 2 1 ，但是它们的反应活性相差很大。但是它们的反应活性相差很大。HHH烷烃的溴代反应的烷烃的溴代反应的选择性选择性比氯代要好。比氯代要好。 反应活性：反应活性： 3 : 2 : 1 = 1600 : 82 : 1HHH丙烷丙烷CH3-CH2-CH3 + Br2 CH3CH2CH2Br + CH3-CH-CH3 Brh1273 %97 %CH3-C-H + Br2 CH3-C-Br + CH3-C-HCH3CH3h127CH3CH3CH3CH2Br异丁烷异丁烷99 %微量微量 游离能游离能1mol 烷烃烷烃被夺取被夺取1个氢原子个氢原子后形成游离基说所后形成游离基说所 需要的能量。需要的能量。 三、游离基的稳定性三、游离基的稳定性键离解能键离解能（KJ / mol）乙基游离基乙基游离基丙基游离基丙基游离基甲基游离基甲基游离基异丙基游离基异丙基游离基叔丁基游离基叔丁基游离基 CH3-H CH3 + H 435.1 CH3CH3 CH2CH3 + H 410 CH3CH2CH3 CH2CH2CH3 + H 410 CH3CHCH3 CH3CHCH3 + H 397.5H (CH3)3C-H (CH3)3C + H 380.7形成各种类型的形成各种类型的游离基游离基所需的所需的能量能量按如下次序降低：按如下次序降低：CH 3 1 2 3 一般讲，越稳定的一般讲，越稳定的游离基游离基越越容易生成容易生成，其，其反应速率反应速率也越快也越快，这是一个非常有用的通则。可以认为，在许多，这是一个非常有用的通则。可以认为，在许多有游离基生成的反应中，有游离基生成的反应中，游离基的稳定性游离基的稳定性支配着支配着反应的反应的取向和活性取向和活性。 形成形成游离基游离基的的能量能量越小，这种越小，这种游离基游离基越越稳定稳定，故，故游离基游离基的稳定性的稳定性次序为：次序为：3 2 1 CH3RRR游离基游离基的结构：的结构：碳原子碳原子为为SP2 杂化，为杂化，为平面型平面型。甲基游离基甲基游离基（CH3 ）C HHH一、烷烃的天然来源一、烷烃的天然来源烷烃的天然来源主要是烷烃的天然来源主要是石油石油和和天然气天然气。1. 天然气天然气2. 石油石油主要是主要是烃类的混合物烃类的混合物。从地下开采出来的石油。从地下开采出来的石油 一般是深褐色液体，叫一般是深褐色液体，叫原油原油。6 6 烷烃的来源烷烃的来源干性天然气干性天然气主要成分是主要成分是甲烷甲烷。湿性天然气湿性天然气主要成分除主要成分除甲烷甲烷外还含有外还含有乙烷乙烷、 丙烷丙烷、丁烷丁烷等。等。 石油石油经炼制可产生经炼制可产生汽油汽油、煤油煤油、柴油柴油等轻质燃料，等轻质燃料，以及以及润滑油润滑油、石油沥青石油沥青等产品。等产品。1. 武慈（武慈（Wurtz ）反应反应利用利用卤代烷卤代烷和和金属钠金属钠以制得烷烃的反应以制得烷烃的反应称称武慈反应武慈反应。范围：范围：X = Cl、Br、I R = 一般要求为伯烃基一般要求为伯烃基反应物反应物R-X要要相同相同，产物为，产物为碳链总长一倍碳链总长一倍的的对称对称化合物。化合物。如果烷基如果烷基不相同不相同的的两种卤代烷两种卤代烷，反应得到，反应得到三种烷烃三种烷烃混合物混合物。二、烷烃的制备二、烷烃的制备CH3Cl + CH3CH2Cl NaCH3-CH3CH3CH2-CH3CH3CH2-CH2CH32CH3CH2CH2Br + Na CH3CH2CH2CH2CH2CH3 + NaBrR-X + R-X + 2Na R-R + 2NaX二烷基铜锂二烷基铜锂的制备的制备范围：范围：X = Cl、Br、I R = 伯、仲、叔、乙烯型等烃基伯、仲、叔、乙烯型等烃基 R/ = 一般为伯烃基一般为伯烃基乙醚乙醚二烷基铜锂二烷基铜锂R2CuLi + R/X R-R/ + RCu + LiXRX + Li RLi R2CuLi 烷基锂烷基锂CuI乙醚乙醚如：如：试合成试合成 CH3CH2-CH-CH2CH2CH3CH32. 科瑞科瑞 ( Corey ) -郝思郝思 ( House ) 反应反应（铜锂试剂合成法铜锂试剂合成法）3. 柯尔贝（柯尔贝（Koble）电解法电解法 将高浓度的将高浓度的羧酸钠羧酸钠或钾盐溶液进行或钾盐溶液进行电解电解而制得而制得碳数增碳数增加一倍加一倍的的烷烃烷烃。4. 烯烃的氢化烯烃的氢化在某些金属在某些金属催化剂催化剂下，下，烯烃烯烃和和氢氢反应可以生成反应可以生成烷烃烷烃。正极正极负极负极2R-COONa + 2H2O R-R + 2CO2 + 2NaOH + H2电解电解R-CH=CH2 R-CH2-CH3H2 / Pt该法较为适用该法较为适用R为为C6以上以上的的烷烃烷烃的制备。的制备。 甲烷甲烷是是天然气天然气、油田气油田气、沼气沼气等的重要成分。埋藏在等的重要成分。埋藏在水底或地下的生物尸体，在腐烂和分解时所产生的气体水底或地下的生物尸体，在腐烂和分解时所产生的气体都含有大量的都含有大量的甲烷甲烷。 天然气天然气是多种气体的是多种气体的混合物混合物，主要是，主要是甲烷甲烷，占，占80 90%。其它的还有少量。其它的还有少量乙烷乙烷、丙烷丙烷、丁烷丁烷、戊烷戊烷等等 甲烷的实验室制法：甲烷的实验室制法：CH3COONa + NaOH (CaO) CH4 + Na2CO3碱石灰碱石灰三、甲烷三、甲烷