一一一一 第二章·烷烃 分子中只含有碳和氢两种元素的有机化合物叫数碳氢化合物，简称轻。根据经分子中魂原 子间连接方式，烃可分为两大：开链经和闭链经，链烃分子中碳原子连接成继状，简称能烃， 又叫做脂肪烃。脂肪烃又可分为烷经、烯烃，二烯烃，炔烃等。闭链烃分子中碳原子连接成闭合的 碳环，又称为环烃。环轻又可分为脂环烃和芳香烃两大类 经是最筒单的有机化合物，可以看作是其他有机化合物的母体，其他有机化合物可以看作是 烃的衍生物。所以有机化合物的讨论一般从经类开始。 2.1烷烃的通式、同素列和构造异构 在烷烃系列化合物中，甲烷碳原子的四个价链都和氢原子相结合；而其他烷羟分子中，谈原 子的闪个价健，除以单键与英他碳原子互相结合成碳链外，共余的价健也都和叙原子相结合，即 完全为氢原子所饱和。因此烧烃又称为饱和烃。由于石蜡是烷烃的混合物，所以烷烃也称为石 蜡经 含有一个碳原子的烷烃称为甲皖，按碳原子数的递增，其他烷烃依次分别称为乙烷，丙院，了 烷、戊烷等等。它们的分子式和构造式如下： 名称 分子式 构造式 构造式的简写式 H 略 H-C-H CH. HH C:H, H-c-C-H CH,CH, HHH C.H. H-C-C-C-H CH,CH:CH, HH B 丁烷 C:o 一H CH.(CH:CH HHHH 戊烧 H-c-c-c- CHs(CHp,CH
分子中不含有支链的烷烃称为直链烷烃或称正构烷经。从它们的构造式可以看出，直铁烧烃 分子中，一个或儿个一CH,一基闭（称为亚甲基）连成碳链，碳链的两端再连有两个氢原子，因此 直链烷烃的通式为H∈CH,H成CHt. 乙烧可以看作是甲烷的一个氢原子被一CH,基（称为甲基）取代而形成的，丙淀又可以看作 是乙烷的一个氢原子被一CH,基取代而形成。同理，丙烷的一个氢原子被一CH,基取代可形成 丁烷。但丙烷链端碳上的氢原子被一CH,基取代所形成的丁烷和链中间碳上的氢原子被一CH 基取代所形成的丁烷是不同的，前者叫做正丁烷，后者叫做异丁烷。 HHH 洲1室照子H-仑-CC-C-H2CH,CH,CH,CH, 凌一CH,取代 -C-H- HH H HHH 中间限上氢H-6-C-H波CH,一CH一CH, CH H-C-H 异丁奖 正丁烧和异丁烷有相同的分子式C,H,但它们的构造不同，即分子中各原子相连的方式和 次序不同。正丁烷没有支链，而异丁烷则带有支链。正丁烧的涕点为一0.5℃，培点为一138.3C。 异丁烷的佛点为一17T℃，塔点为一159.4℃。它们是两种不同的化合物。凡是分子式相同而结 构相异的化合物叫做同分异构体。同分异构体中，如果它们结构的不同是由分子中各原子的不 同连结次序，或称为不同构造而引起的，它们又叫做构造异构体（也常笼统称为结构异构体①）， 例如正丁烷和异丁烷互为构造异构。 如果正丁烷分子中一个氢原子被一CH,基农代，则能形成两种构造异构体，即正戊苹和异发 烷。异丁烧分子中一个盆原子被一CH,基取代，也可形成两种异构体，即异戊烷和新戊烷，因此 五个碳的烷烃一共有三种构造异构体。 CH,CHCH CH,- CRc4上H装-G表cH,受9，CH c.2家C-8上H核-CH,CH,CH-CH,CH, 1成C-3上H被-CH取代 CH, 异戊烧 CH.CHCH, CH, CH. }C2上H被-代，CH,-C-CH, CH, 新皮 烧经分子中，随着碳原子数的增加，构造异构体的数甘也愈多。例如，C,H有9个构造异构 ①广义的结构异包括构异构体和立体异构体（构型成构家不同）。 丝 化工资料下载网www.chemdown.cn行业资料免费下载
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一一一 体，CH,有18个沟造异构体。 构造异构体的物理性质都不园。·一般杂，方他烧经的沸点要比带有支链的构造异构体的 沸点高。例如，从表2-1可知正戊流的游点是36.1℃，而并戊旋的湖点是29.9℃，分支更多的新 成烷递点只有9.4℃. 装2-1部分烷烃县构体的物理常数 分￥t 构造 泽点/“C 熔点℃ 丁异体 C.H 正丁 H.CH.CH.CH. -0.5 -138,3 异丁烧 ,.fCC3 -11.7 -150.4 选搅异构体 C.H 正度使 CHCH:CH,CHCH -129.8 新戌烧 CH.C.CH. 己烧异构体 CH 子甲装的 CH.CH.CH(CH.)CH.CH 683 -118 cH,c 23二甲基丁 CH.CHCCH .cn. 58.0 -128.4 :烷经的分子式都符合通式C,H2。+。从甲烷开始，每增加一个碳原子就增加两个氢原子，因 此两个烧烃分子式之间总是相差一个或几个CH。在组成上相差一个或多个CH,且结构和性 质相似的一系列化合物称为同系列。同系列中的各化合物互称为同系物。如表2-1中所列的化合 物，都是烧经同系列中的同系物。同系列中，相邻的两个分子式的差值CH,称为系差 ,烷轻分子中的碳原子，按照它们所连碳原子数目的不同，可分为四类：只连有一个碳原子的 称为伯联原子（或称第一碳原子），通常也用“1”来表示；连有两个碳原子的称为仲碳原子（或称 第二碳原子)，常用“2"表示；连有三个碳原子的称为叔碟原子（或称第三贷原子），常用“3”表 示：连有四个联原子的称为磨碳茶千（或称第图碳原子），常用“4°”装示。与伯、种、叔碳原子相连 的氢原子，分州称为伯，仲，似二点子。例如： 3 ,8 为了便干命名或说明有机化合物的结向，在有机化学中，常需要给予一些基团以一定的名 称例如.比以烧少一个氢原子的予团一CH叫数甲基；乙烧去掉一个氢原子后的原子团 H,CH,叫微乙爸；丙烷分子中的盆原子所处的位置不是完全等同的，因此丙烷去掉一个氢原 子行，可卧到两科过均的内据。 。17
去掉一个1H H-C-C-C-成CH,CH,CH:一 一H 且耳正丙卷 约)#z)值d) 表掉一个2HH c-c CH,CHCH,CH,CH- CH: 异丙起 同理，由正丁烷可得到两种构造异构的丁基，即正丁基仲丁基，而由异丁烷则可得到另外 两种构造异构的丁基，即异丁基和叔丁基。 HHHH 去整-个15H-E-C-c-C-或c,cCH,CH- H-C-C-C-c- 正T基 HH.点 格-个出H-CC-C-C-H或CH,cH,CH- CH 仲T著 HHH 一C-或CH,CHCH,-=(CH),CHCH, H CH. H -H H一C一H异丁蒸 H-C-H H H 色都-个H C-H成CH,CCH,=(CH,C CH H一C一H权丁燕 总的来说，烷烃去掉一个氢原子后的原子团叫做烷基，常用R一(C,Hz+1一)表示。所以烷轻 又可用通式RH来代表。通常去掉直链烷经末端氢原子所得的原子团叫儆正烷基，命名时“正” 字常用n-①代表，例如正丙基CH,CH,CHg一又叫做-丙基，正丁若CH,CH,CH,CH,一又叫做 -丁恭。去掉一个仲氢原子所得的烷基叫做仲烷基，命名树“仲”字常用心-四表示，倒如仲丁基 CH,CH.CH一又叫做sec-丁基。而CH.CH(CH)。一型的烧基叫做并烷基，例如异戊基 CH. CH, 国“正"的英文名为n0rml,所以用n代表。 ②“你~的英文名为secendary,所以用e-代栽。 ，18· 化工资料下载网www.chemdown.cn行业资料免费下载
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CH,CHCH,CH,一，在英文名称中字月i80-①代，但在中文名称中，此代号一般用得不多。 CH, 去掉一个叔氢原子后所得的烷基叫做叔烷基，命名尉“叔”字可用-或trt②表示，例如叔丁基 CH; CH: CH, CH,-C一又叫做-丁基，叔戊基CH,CH。一C-·义叫做-戊基。而CH一C-CH:'一叫做 CH, CH, CB: 新戊基。 2.2烷烃的命名 梵经鼓早是根据碳原子数目来命名的例如甲烷、乙烷、丙欲、后现了异构体，虎冠以 不厨形学网以示区别，例如丁烧的两个异构体，直链的叫做正「烧，话行支链的叫做护丁烷，戊烧 的二个并构体中，除正戊烷外，带有一个支链的叫做异戊烷，带有两个支链的叫做新戊烷。 CH, CH, CH.CH.CHCH.CH, CH.CHCH.CH,CH,-C-CH. CH, 正戊烷 异次烷 新烧 这种命名方法，现在常称为习惯命名法。习贷名称不能很好反映出分子的结构，而且对于碳原子 数较多.因而异构体也较多的烷径来说，习橱命名法很难适用。因此，又有人提出用衍生命名 法命名，邸将所有烷经看作是甲烧的烷基衍生物来布名。在命名时，选怿莲有烷共最多的碳原子 作为甲烷碳原子，而把与此碳原子相连的基团华为甲院然原子的取代恭。例如，异了烷可叫做三 甲基甲烧，异戊烷和新戊烷可以分别叫做二甲常乙然甲就和四甲巷甲烷。 H CH, CH,一CCH, CH,C-CH,Ci CH-C-CH, CH, CH. 异丁烷 异我 三甲基甲统 二甲基乙片甲院 四甲甲烷 这种甲烷衍生物命名法，对于更复杂的烷烃，仍不适用。 目前有机化合物最常用的命名法是国际纯粹化学和应用化学联合会(International Union of Pure and Applied Chemistry,简称IUPAC)制订的系统命名法，娈图现用的系统命名注， 基本上就是根据UPAC规定的原则，再结合我国文字上的特点而制订的， 烷烃的系统命名规则如下： (1)直链烷经按碳原子数命名，碳原子数在十以内时，俄次用天干（甲，乙、丙，丁，戊，己、庚。 8安债文的股度代 。19+