仪器网（yiqi.com）欢迎您！

参与评论

评论

登录后参与评论

全部评论(6条)

• 

  若熙0420 2006-02-11 00:00:00

  碳--碳为西格马键，氢电子云全部共扼.(这麽说也说不清，还是读点有机化学吧.)

  赞(6)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论

• 

  花非花非射手 2006-02-10 00:00:00

  简单说概念：饱和烃是碳碳原子间以单键相连，不存在不饱和键的烷烃类有机化合物。

  赞(20)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论

• 

  阳光的MC少年 2006-02-10 00:00:00

  饱和烃 维基百科，自由的百科全书 饱和烃是不含双键或三键的烃。 由于碳原子是四价的，氢原子是一价的，如果碳原子除了用一个键互相连接，其他的键都被氢原子占满，叫做饱和烃，像下式，饱和烃叫做“烷”，就是“完”全的意思，各键完全被氢原子占据。 H H | | H-C-C-H | | H H 取自"http://zh.wikipedia.org/wiki/%E9%A5%B1%E5%92%8C%E7%83%83"

  赞(19)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论

• 

  17820162509oa 2006-02-10 00:00:00

  仅以单键相互连接的链烃，碳氢原子数符合CnH2n+2

  赞(14)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论

• 

  babywy1289 2006-02-10 00:00:00

  烃分子中碳原子之间仅以单键相互连接成链的称为饱和烃，一般题目中检验是否为饱和烃，可以验证氢原子的个数是否是碳原子个数N的2N+2倍。

  赞(2)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论

• 

  kingkou2 2006-02-10 00:00:00

  饱和烃即烷烃 第二章 饱和烃(烷烃) 烃：“火”代表碳，“ ”代表氢，所以“烃”的含义就是碳和氢。 烃 分子中只含有碳和氢两种元素的有机化合物。 烃是有机化合物的母体。 (一) 烷烃的通式和构造异构 烷烃的通式为CnH2n+2。 定义： 烷烃 符合通式CnH2n+2的一系列化合物。 (注意：此定义涉及了两个概念 通式、同系列) 通式 表示某一类化合物分子式的式子。 同系列 结构相似，而在组成上相差－CH2－的整数倍的一系列化合物。 同系物 同系列中的各个化合物叫做同系物。 同系物化学性质相似，物理性质随分子量增加而有规律地变化。 举例：甲烷、乙烷、丙烷、丁烷…均属烷烃系列。 乙酸、丙酸、月桂酸、硬脂酸…均属脂肪酸系列。 丙烷中的一个氢原子被甲基取代，可得到两种不同的丁烷： 这两种不同的丁烷，具有相同的分子式和不同的结构式，互为同分异构体。 同分异构体 分子式相同，结构式不同的化合物。 同分异构现象 分子式相同，结构式不同的现象。 烷烃分子中，随着碳原子数增加，同分异构体迅速增加。 举例(同分异构体的写法)： C6H14: C7H16: C10H22可写出75个异构体； C20H42可写出366319个异构体。 同分异构现象是造成有机化合物数量庞大的重要原因之一。 (二) 烷烃的命名 (1) 烷基的概念 (甲) 伯、仲、叔、季碳及伯、仲、叔氢 与三个氢原子相连的碳原子，叫伯碳原子(diyi碳原子、一级碳原子)，用1°表示 与二个氢原子相连的碳原子，叫仲碳原子(第二碳原子、二级碳原子)，用2°表示 与一个氢原子相连的碳原子，叫叔碳原子(第三碳原子、三级碳原子)，用3°表示 与四个碳原子相连的碳原子，叫季碳原子(第四碳原子、四级碳原子)，用4°表示 连在伯碳上氢原子叫伯氢原子(一级氢，1°H) 连在仲碳上氢原子叫仲氢原子(二级氢，2°H) 连在叔碳上氢原子叫叔氢原子(三级氢，3°H) (乙) 烷基 烷烃分子从形式上去掉一个氢原子所剩下的基团叫做烷基，用R表示。 如： 烷烃分子从形式上去掉两个氢原子所剩下的基团叫做亚烷基。 如： (2) 烷烃的命名 (甲) 普通命名法 普通命名法亦称为习惯命名法，适用于简单化合物。 对直链烷烃，叫正某(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸、十一、十二)烷。例： 对有支链的烷烃：有 结构片断者叫异某烷； 有 结构片断者叫新某烷。例： (乙) 衍生物命名法 衍生物命名法适用于简单化合物。 以甲烷为母体;选择取代基Z多的碳为甲烷的碳原子。例如: (丙) 系统命名法 a. 直链烷烃:与普通命名法相似，省略“正”字。如: b. 有支链时:取Z长碳链为主链，对主链上的碳原子标号.从距离取代基Z近的一端开始编号，用阿拉伯数字表示位次.如: c. 多支链时，合并相同的取代基，用汉字一、二、三……表示取代基的个数，用阿拉伯数字1，2，3……表示取代基的位次，按次序(简单在前，复杂在后)命名: d. 其它情况： i. 含多个长度相同的碳链时，选取代基Z多的链为主链： ii. 在保证从距离取代基Z近一端开始编号的前提下，尽量使取代基的位次和Z小。例： e. 复杂情况（不常见，不常用） (三) 烷烃的结构 (1) 碳原子轨道的sp3杂化 实验事实：①CH2性质极不稳定，非常活泼，有形成4价化合物的倾向； ②CO也很活泼，具有还原性，易被氧化成4价的CO2，而CH4和CO2的性质都比较稳定； ③ CH4中的4个C-H键完全相同。 可见：C有形成4价化合物的趋势，即在绝大多数有机物中，C都是4价； 对实验事实的解释： 杂化的结果：①sp3轨道具有更强的成键能力和更大的方向性。 ②4个sp3杂化轨道间取Z大的空间距离为正四面体构型，键角为109.5°(动画，sp3杂化碳)。 构型 原子在空间的排列方式。 ③四个轨道完全相同。 (2) σ键的形成及其特性 ∵ CH4中的4个杂化轨道为四面体构型(sp3杂化) ∴H原子只能从四面体的四个顶点进行重叠(因为顶点方向电子云密度Z大)，形成4个σsp3-s键。(动画，甲烷的结构) σ键 电子云围绕两核间连线呈圆柱体的轴对称，可自由旋转。 乙烷和丙烷分子中的碳原子也都采取sp3杂化： 由于 键角不是180°，而是109.5°，所以烷烃中的碳链是锯齿形的而不是直线。 σ键的特点： ① σ键电子云重叠程度大，键能大，不易断裂； ② σ键可自由旋转(成键原子绕键轴的相对旋转不改变电子云的形状； ③ 两核间不能有两个或两个以上的 σ键。 (3) 乙烷的构象 构象——由于围绕C-C单键旋转而产生的分子中各原子或原子团在空间的排列方式。 例如：乙烷的构象(动画) Newman投影式的写法： 1). 从C-C单键的延线上观察： 前碳 后碳 2). 固定“前”碳，将“后”碳沿 键轴旋转，得到乙烷的各种构象。 Z典型的有两种：重叠式和交叉式。 重叠式: 能量高，不稳定(因非键张力大)，一般含0.5% 交叉式: 以能量为横坐标，以单键的旋转角度为纵坐标作图，乙烷的能量变换曲线如下： 注意：室温下不能将乙烷的两种构象分离，因单键旋转能垒很低(～12.6KJ/mol). (4) 丁烷的构象 丁烷有下列典型构象： 能量图： 常温下，丁烷主要是以对位交叉式存在，全重叠式实际上不存在。 (四) 烷烃的物理性质 (1) 沸点 沸点 化合物的蒸汽压等于外压(0.1Mpa)时的温度。 烷烃的b.p随分子量的↑而有规律地↑： ①每增加一个CH2，b.p的升高值随分子量的增加而减小。例： CH4 b.p -162°C C2H6 b.p -88°C (沸差为74°C) C14H30 b.p251°C C15H32 b.p268°C (沸差为17°C) 原因： 分子间色散力(瞬间偶极间的吸引力)与分子中原子的大小和数目成正比，分子量↑，色散力↑，因而b.p↑。 ②正构者b.p高.支链越多，沸点越低.例: n- C5H12 (b.p 36°C) i- C5H12 (b.p 28°C) 新- C5H12:( b.p 9.5°C) 原因：支链多的烷烃体积松散，分子间距离大，色散力小。 (2) 熔点 分子动能能够克服晶格能时，晶体便可熔化。 烷烃的m.p亦随分子量的增加而有规律地增加： ① 总趋势是分子量↑，m.p↑.但仔细观察:偶碳数与奇碳数的烷烃构成两条熔点曲线，偶碳数烷烃曲线m.p 高， 奇碳数烷烃曲线m.p低。 原因：烷烃在结晶状态时，碳原子排列很有规律，碳链为锯齿形： 分子间距离紧凑，分子间力大，晶格能高 分子间距离松散，分子间力小，晶格能低 烷烃的熔点变化除与分子量有关，还与分子的形状有关： 相同分子式的同分异构体，对称性越高，晶格能越大，m.p越高；对称性越差，晶格能越小，m.p越低。 (3) 相对密度 随分子量↑，烷烃的相对密度↑，Z后接近于 0.8(d≤0.8) 原因:分子量↑，分子间力↑，分子间相对距离↓，Z后趋于一极限。 (4) 溶解度 不溶于水，易溶于有机溶剂如CCl4、(C2H5)2O、C2H5OH等中。 “相似相溶”，烷烃极性小，易溶于极性小的有机溶剂中。 (5) 折射率 折射率反映了分子中电子被光极化的程度，折射率越大，表示分子被极化程度越大。 正构烷烃中，随着碳链长度增加，折射率增大。 (五) 烷烃的化学性质 烷烃中的C-C、C-H都是σ键 ，极性小，键能大，因而烷烃的化学性质稳定。 室温下，烷烃不与强酸、强碱、强还原剂(Zn+HCl、Na+C2H5OH)、强氧化剂(KMnO4、K2Cr2O7)起反应或反应很慢。 但高温、高压、光照或有催化剂存在时，烷烃可发生一些化学反应。这些反应在石油化工占有重要的地位。 (1) 取代反应 (甲) 卤化反应 CH4与Cl2在黑暗中不发生反应，在强烈日光照射下，发生爆炸： 在漫射光、热或某些催化剂作用下，氢被氯取代： 控制甲烷与氯气的体积比或控制反应时间可控制产物的氯代程度。 高碳烷烃的氯代反应在工业上有重要的应用。例如： (乙) 卤化反应的机理 根据反应事实，对反应做出的详细描述和理论解释叫做反应机理。 研究反应机理的目的是认清反应的本质，掌握反应的规律，从而达到控制和利用反应的目的。 反应机理是根据大量反应事实做出的理论推导，是一种假说。对某一个反应可能提出不同的机理，其中能够Z恰当地说明实验事实的，被认为是Z可信的，而那些与实验事实不太相符的机理则需要进行修正或补充。因此，反应机理是在不断发展的。此外，并不是对所有的反应目前都能提出明确的反应机理，但烷烃的卤代反应机理是比较清楚的。 甲烷氯代反应的实验事实： ①加热或光照下进行，一经开始便可自动进行； ②产物中有少量乙烷； ③少量氧的存在会推迟反应的进行。 以上实验事实，说明该反应是一自由基反应（自由基反应大多可被光照、高温、过氧化物所催化，一般在气相或非极性溶剂中进行。例如：烷烃的氧化和裂化都是自由基反应。），故提出历程： 链引发的特点是只产生自由基不消耗自由基。 … … 链增长的特点是：消耗一个自由基的同时产生另一个自由基。 链终止的特点是只消耗自由基而不再产生自由基。 只有在大量甲烷存在时才能得到一氯甲烷为主的产物。当CH3Cl达到一定浓度时，·Cl可与之反应，生成CH2Cl2，进而有CHCl3、CCl4生成。 (丙) 卤化反应的取向与自由基的稳定性 其它烷烃因结构不同，卤化反应发生的难易程度不同，卤代的位置也各异。分析卤代产物的组成，可以估计伯、仲、叔氢的相对活性。 3 丙烷中，伯氢∶仲氢 = 6∶2 = 3∶1，那么正丙基氯应为异丙基氯的三倍，其实不然(正丙基氯为57%，异丙基氯为47%)。显然仲氢比伯氢活泼。 设伯氢的活泼性是1，仲氢的活泼性x，则有： 即仲氢的活泼性是伯氢的4倍。 即叔氢原子的活泼性是伯氢原子的5倍。 所以，氢原子的活泼性顺序是：叔氢＞仲氢＞伯氢！ 伯、仲、叔氢的活性不同，与C-H键的解离能有关。键的解离能越小，其均裂时吸收的能量越少，因此也就容易被取代。有关键的解离能如下： 化学键 键解离能/kJ·mol-1 439.6 410 397 389 形成自由基所需能量：CH3·＞1°＞2°＞3°自由基。 自由基的稳定性与与氢原子的活泼性顺序相同，都是：3°＞2°＞1°＞ CH3·! 自由基反应过程中生成的自由基中间体越稳定，则相应的过渡态能量越低，反应所需的活化能越小，反应越容易进行。 过渡态是由反应物到产物的中间状态，这时旧键逐渐断裂尚未完全断裂，新键逐渐形成尚未完全形成，在势能图上是反应过程中能量Z高的状态，即其内能相当于势能中能垒的顶部。过渡态不能分离出来进行测定。 [反应物与过渡态之间的内能差称为活化能，用ΔE活化表示。即使是放热反应，也必须向体系提供这样的能量----活化能，反应才能进行。 活化能的高低决定于相应的、与过渡态的稳定性一致的活性中间体的稳定性。即较稳定的中间体，其形成时所需的活化能也相应较低。(Hammond假说)] 丙烷氯代时，形成的(CH3)2CH·(二级自由基)比CH3CH2CH2·(一级自由基)稳定，过渡态II的能量也比过渡态I的能量低，因此，途经(CH3)2CH·的反应速度也较快，产物中(CH3)2CHCl也较多。 同理： (丁)反应活性与选择性 不同卤素与烷烃进行卤化反应的活性顺序为： 烷烃的溴代反应较氯代反应放热少、速率慢、选择性高： Why? 反应活性越大，其选择性越差。溴原子取代活性较大的氢原子，比取代活性较小的氢原子相对容易些。 不同卤原子与不同氢原子反应的相对速率(以伯氢为标准)如下： 卤原子 (伯氢) (仲氢) (叔氢) F 1 1.3 1.8 Cl 1 4.4 6.7 Br 1 80 1600 I 1 1850 210000 以上的数据说明：烷烃卤化时，卤原子的选择性是I＞Br＞Cl＞F。 (戊) 其它取代反应 A． 硝化反应 烷烃在常温下不与浓硝酸发生反应，在高温时发生自由基硝化反应，生成各种硝基烷的混合物。 B． 氯磺酰化反应 烃分子中的氢原子被氯磺酰基(-SO2Cl)所取代的反应称为氯磺酰化反应。 例如： 烷烃的氯磺酰化反应属于自由基取代反应。 常用的氯磺酰化试剂：SO2+Cl2、 (硫酰氯)、 ()等。 烷基磺酰氯的用途： (2) 氧化反应 (甲) 完全氧化反应 (乙) 部分氧化反应 C10～C20的脂肪酸可代替天然油脂制肥皂。 利用烷烃的部分氧化反应制备化工产品，原料便宜、易得，但产物选择性差，副产物多，分离提纯困难。 (3) 异构反应 异构化反应——化合物转变成它的异构体的反应。 通过上述反应可提高汽油质量。 (4) 裂化反应 隔 O2，升温，使C—C、C—H断裂。裂化反应属于自由基型反应。例： 裂化反应主要用于提高汽油的产量和质量。根据反应条件的不同，可将裂化反应分为三种： ① 热裂化：5.0MPa，500～700℃，可提高汽油产量； ② 催化裂化：450～500℃，常压，硅酸铝催化，除断C—C键外还有异构化、环化、脱氢等反应，生成带有支链的烷、烯、芳烃，使汽油、柴油的产、质量提高； ③ 深度裂化：温度高于700℃，又称为裂解反应，主要是提高烯烃（如乙烯）的产量。 (六) 烷烃的主要来源和制法 主要来源：石油和天然气。(自学P35～36) 实验室制法：a. 烯烃加氢 b. Corey-House合成 本章ZD： ①烷烃的命名； ②甲烷的结构，sp3杂化与四面体构型； ③氢原子的活泼性：3°H＞2°H＞1°H； 自由基的稳定性:3°＞2°＞1°＞ CH3·。

  赞(18)

  回复(0)

  评论

  评论

  登录后参与评论