辛，王、癸》来代表碳原子数，在十以上时直接用中文数字如十一、十二、.来表明碳原子数。 例如 CHCH, CH.(CH.).CH, CH,(CH,):CH. 乙境 品烧 十二烧 (2)諧有支链的烷经支链烷烃命名时是把它看作是直链烷烃的烧基衍生物。 (A)述择主链 一把构道式中连续的最长碳链一作为母体称为某烷把构造式中较短的 链作为支链，看作取代基，命名时将基名放在母体名称的前面，称为某基某烷如果构遣式中较长 碳链不止一条时，则选择带有最多取代基的一条为主链，选择主链时要注意，不能只把书面上的 直链看作主链，凡连续相连的碳原子都应包括在一条碳链之内。例如： CH.CH CH,CH, CH.CHCH.CHCH.CH.CH.CH.CHCHLCHCH.CH.CH CH,CH,CH, “cH, 上例中最长连续碳链有八个碳原子，该化合物母体的名称为辛烷。 CH.CHC CH-CHCH, CH,CHCH-CHCH.CH, 、CH,-g CH-一cH, CH CH CH 六个？的主疑上有四个取敢代基 六个碳的主链上有两个代 上例中最长的六个碳原子的碳链有两条，应按()式即取共中支链较多的为主链，该化合物的母 体名称为己烷 (B)从最接近取代基的一端开始，将主链碳原子刑阿拉伯数字1,2,3，.编号。例如： CH.CH CH CH, CH.CHCH.CHCH,CH. CH.CHCH.CHCH.CH, CH.CH.CH. CH.CH.CH. 编号不王确 (C)命名取代基时，把它们在母体链上的位次作为取代基的前缀。如果带有几个不同的取 代基，命名时将简单的基团名称放在前面，复杂的转团名：称城在后面①（英文名称则以取代慈名 称的首字母A、B、C、.为次序)，知果带有几个相同的取代基，斯可以合并，但应在基团名称之 前写明位次和数，数目须用汉字二、三、来表示。例如： 烧基箭单，余的法悬不确切的，确切的说法是按体化学中次序划（见子3节）照序列出，折定较代困后 判出。 ·20。 化工资料下载网www.chemdown.cn行业资料免费下载
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CHCH, CH.CH.CH-CHCH CH, CH.CHCH.CHCR.CT CH,CH CHCH CH.CH.CH CH,CH 取代恭：3-甲塘5-乙是 农代然：2，-二印兆3,4-二乙基 为了清楚起见，书写化合物名称时，要注意各个位次数字之间须用远号“，”隔开，位次与基名 之间需用短线”相隔，最后一个基名和母体名繇宜接相连。 按照上述各条规定，上面所给两个化合物的金称为 CH.CH CU.CH.CH-CHCH.CH CH CHCH,CHCH CH, CH,CH CHCH, CH.CH.CH CH,CH 3-甲基-5-乙甚产婉 名，二甲-3,4二乙格己 (不能称为5：甲基-4乙基章批，因为细 :不称为3,4小二#盐已婉，困为没有找对主链，) 号不是从最接近取代蒸的一笼开如。 又如： CH.CH-CHCH.CHCH.CH CH,CH,CH, CH-CH, CH 2,3.7甲共-5-乙排 (不能为2,3二甲基-5异烷，时为主不辰长。也不能称为 2,3-二甲-乙越-7-基辛烷，因为设有花相歌基合并，） 2.3烷烃的结构 .3.1甲烷的结构和sp2杂化轨道 甲烧是袋筒单的烧烃，甲烷分子中四个氢原子的地位完全相屙，用共他原子取代其中任何一 个盆原子，只能形成一个收代甲烷，例如构造为 CH,CI的化合物只有一个，构造式CH,CI只代表 一个化合物。 用物刚方法测得甲烷分子为一正四面体结构 碳原子居于正四面体的中心，和碳原子相连的四 个氢原子，居于四面体的四个角（图2-1），四个线 氢健键长都为0.110nm,所有H-C-H的键角 图2-1印烧的四西体结构 都是109,5° 碳原子基态的电子构型是1s2222时。按杂化轨道弹伦，在形成甲烷分子时，先从 原子的2s轨道上撤发一个也子到空的2印轨道上去，这样就共有了四个各占据一个轨道的未成 "21●
对的价电子，即形成1s2s2p2p时2m的电子层结构（激发过积中所需要的能约402kJ/mo1 可被成键后放出的键能所补偿)。然后碳原子的一个2s轨道和三个2？轨道“杂化”，组成四 个等能量的新的原子轨道一S杂化轨道，每一个p杂化轨道含有子成分和子P成分。©p 杂化轨道是有方向性的，一头大，一头小，如图2-2所示。 (a) 厨2-2(a)每个8产杂化轨道都指向四而体的角 (®)碳原子核为中心的四个杂化轨道的排布 四个$杂化轨道对称地排布在碳原子的陶闹，它们的过称轴（相当干四而体中心引向四个 顶点的四条直线)之间的夹角为109.5°（如图2-2），这样前排布可以使价电千尽可能被此离得敏 远，相互之创排斥力最小。s杂化轨道的大头表示电子z公偏陶这·边，成健时重叠的程度就比 不杂化的8轨道和？轨道都大，所以sP杂化轨道所形成的键比较牢刷。 当四个氢原子分别沿者杂化轨道对称轴方向按近碳原了时，氢原子的1s轨道可以同碳 原子的8p杂化轨道进行最大程度的委香，游成四个等同的C-H健（见图23），因此甲烷分子 具有正四面体的空间结构。按正四面体计算，每个任-C-H键角应是109.5°，这与实验测得结 果相符。 甲烷分子中的碳氢键是沿若⑧？'杂化轨道对称转方向发生轨道重叠而形成的，这种键的电 子云分布具有圆住形的轴对称，长轴在两个.「核：联校线上。凡是成能电子云对继轴￥圆柱 形对称的健都称为σ2健。以口键相连接的两个原子可以相对旋转而不影响电子云的分布。 Gaal-mpt 图2-3甲烷的四个C一HG健(C,) 图2-4乙烷分子中C一C键(C一H维用直按表示) 2.3.2其他烷的结构 用$杂化轨道和正四面体模型能很好地说明甲烧结构的实际情况。其他烧烃分子中的碳 sigma. 22 化工资料下载网www.chemdown.cn行业资料免费下载
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原子，也都是以9？杂化轨道与别的原子形成σ键的，因此也都具有四面体的结构。例如乙烷 (CH,CH,)分子中，两个碳原子各以一个$n杂化轨道相互重叠形成C-Cg能，其余六个s杂 化轨道分别与六个氢原子的1s轨道重叠形成六个C一Hσ键（见图2-4）。实验表明，乙烷分子 中C-C键长为0.154nm,C-H键长为0.110nm,键角也是109.5°。 烷烃分子中各碳原子的结构都可以用正四面体模型来表示。但除甲烷外，其他烷烃的各个 碳原子上相连的四个原子或原子团并不完全相同，因此每个碳上的健角并不完全相等，但都接近 于1095°。例如，丙烷分子中C-C-C健角为112°。根据物理方法测定，除乙烷外，浣经分子 的碳链并不排布在一条直线上，而是曲折地排布在空间。这是烷烃碳原子的四面体结构所决定 的。烷烃分子中各原子之间都是以σ键相连接的，所以两个碳原子可以相对旋转，这样就形成了 不同的空间排布。实际上，在室温下烷烃（液态）的各种不同排布方式就经常不断地互相转变着。 虽然碳链实际上是曲折的，但为了方使，一般在书写构造式时，仍写成直链的形式。现在也 常用做线式来书写分子结构，健线式中贝需写出锯齿形骨架，用你齿形线的角(120)及其端点代 表碳原子，不需写出每个碳上所连的氢原子。但除原了以外的其他原子必须写出。例如： 3-乙基已烷V人√人 CH,CH,CH,CH(CH,CH,): OH OH 8甲基-2-戊醇入人 CH,CH:CH CHCH, CH, 2.4烷烃的构象 2.4.1乙烷的构象 乙荒分子中C一Cσ键可以自由旋转。在旋转过程中，由于两个甲基上的氢原子的相对位 置不新发生变化，这就形成了许多不同的空间排列方式。这种仅仅由于围绕单健旋转，而引起的 分子中各原子伦空间的不同排布方式称为构象。乙烷的构象可以有无数种。其中一种是一个甲 基上的氢原子正好处在另一个甲基的两个氯原子之间的中线上，这种排布方式叫微交叉式构象。 另一种是两个碳原子上的各个氢原子，正好处在相互对映的位置上，这种排布方式叫做重叠式构 象。交叉式构象和重叠式构象是乙烷无数构象中的两种根端情况。用球棒模型很容易看清楚乙 烧分子中各原子在空间的不同排布（图2-5）。各种构象也可用透视式表示，例如乙烷的交叉式 重叠式结 又式结 ·23
构象和重叠式构象如图2-6所示。 职 人H H 入 人H 置叠式构象 交又式料 愈春式枸象 交又式构象 不稳定的乙等 最定的乙构 图？-6用透视式表示乙烷的构象 图2-7乙烷分子的纽曼投式 透视式表示从斜侧面看到的乙烷分子模型的形象。在透视式中，虽然各键都可以看到，但各 氢原子间的相对位置，不能很好地表达出来。因此纽曼提山了以投影方法观察和表示乙烷立体 结构的方法，叫做纽曼投影法。按照这个方法，要从碳碳单键的延长线上观察化合物分子，投彩 时以圆图表示碳碳单健上的碳原子，由于前后两个碳原子重叠，纸面上只能画出一个圆圈。前 面碳上的三个碳氢键可以从圆心出发，彼此以120°夹角向外伸展的三根线代表。后面碳上的三 个碳氢健，则用从图周出发彼此以120°夹角向外伸展的三根线来代表。乙烷分子的纽曼投影式 如图2-7所示。 交叉式构象中，前面碳上的氢原子和后面碳上的氢原子之间距离最远，相互间斥力最小，这 种构象能量最低。重叠式构象中，前面碳上的氢原子和后面碳上的氢原子之间距离最近，斥力 最大，因而重叠式构象能量最高。处在这两种构象之间的无数构象，其能量都在交又式和重叠式 构象之间。如以能量为纵坐标，C一C。键的旋转角度为横坐标，随着乙烷碳碳单健旋转角度的 改变面作图，它的能址变化应如图2-8所示。 一重叠式构象 180240°3030° 图2-8乙烷分子各种构象的能量曲线 从一个交又式构象(【式)通过碳碳单键旋转到另一个交又式构象(I1式)，中间必须经过能 量比交叉式高12.6kJ/mol的重叠式构象(I式)，也就是说，它必须克服126kJ/mo1的能垒才 能完成这种旋转。由此可见，乙烷单健的旋转也并不是完全自由的。可以把这个能垒看作是克 服盆原子之间的斥力，以及很可能还有由于碳氢键电子云之间斥力所需要的能量。重叠式构象 中，由于前后两个氢原子相距最近，以及碳氢健之间。电子云的斥力最大，所以能量最高。交叉 。24 化工资料下载网www.chemdown.cn行业资料免费下载
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