号系列中的位次，逐项比较，最先出现差别的那项中，以位次最小者定为“最低系列”，取此系列的编号为主链编号。CHCHCH--CH32/81761541CH,CH-CHCH-CH,CH,-CH,CH-CH,27891.3456按式子上方的编号系列，取代基位次为2，6，8。按式子下方的编号系列，取代基位次为2，4，8。两种编号逐项比较，最先出现差别的是第二项，位次最小者为“4”，应选择按式子下方的编号系列为取代基的位次，即2，4,8。（3）名称的书写次序按取代基位次、取代基名称、母体名称顺次书写，取代基位次和取代基名称之间要用半字线““连接起来，取代基名称和母体名称间则不用半字线连接。例如：CH,-CH2-CH-CH-CH2-CHCH,3甲基已烷取代基位次半字线取代基名称母体名称如果含有几个相同的取代基时，把它们合并起来，取代基的数目用二、三、四..等来表示，写在取代基的前面，其位次必须逐个注明，位次的数字之间要用“，"隔开。命名时，逗号和短线应特别注意，往往容易忽视。如果支链上还有取代基时，这个取代了的支链的名称可放在括号中或用带撤的数字来标明支链中的碳原子。例如：71098653421CH-CH-CH2-CH,--CH2CH-CH-CH2CH-CH,HC-CHCH-CHCH,3'12°→CHs2-甲基-5-（1,2-二甲基丙基）癸烷或2-甲基-5-1.2-二甲基丙基突烷例一CH,56CH-CH-CHCH CH,2.3.5-三甲基已烷2CH-CH,1CH,如果含有几个不同的取代基时，按照“次序规则"（详见第六章顺序规则表），“较优”基团写在后面，而简单基团写在前面。常见烷基的排列顺序：甲基<乙基<丙基<丁基<戊基<已基<异戊基<异丁基<异丙基。在IUPAC命名中，则按照取代基英文名称的第一个字母的顺序列出。英文名称中的一、二、三、四等数字用相应的词头“mono"“di"，“tri"，“tetra"等表示，简单的取代基英文数字词头不参加字母顺序排列。·22
例二CHCH2-CH,CH,CHSH-gHCHCH-CH-CH-CHCH,-246RC系统命名：2,8-二甲基-4-乙基王烷IUPAC命名：4-ethyl2.8dimethylnonane例三CH;CH2-CH,-CHCH-CH-CHCHCHCH-CH2-CH,-CHCH2CHS系统命名：3~甲基-4-乙基-5-丙基王烷IUPAC命名：4-ethyl-3-methyl-5-propylnonane问题2-3用系统命名法写出问题2-1中庚烷的各同分异构体的名称。此外，不少有机化合物还有习惯上使用的俗名，俗名通常是根据它的来源或性质来定名的。如甲烷的俗名叫沼气或坑气。在工业界比较多的使用俗名。第三节烷烃的构型一、碳原子的四面体概念及分子模型构型（configuration）是指具有一定构造的分子中原子在空间的排列状况。范特崔夫和勒贝尔同时提出碳价正四面体的概念。他们根据大量实证材料，认为与碳原子相连的四个原子或原子团，不在一个平面上，而是在空间分布成四面体。碳原子位于四面体的中心，四个原子或原子团在四面体的顶点上。由碳原子向四个顶点所作连线就是碳的四个价键的分布。甲烷分子的构型是正四面体，如图2~1。根据现代物理实验方法测定结果充实了内容，四个碳氢键的键长都是0.109nm，键角为109°28。为了帮助了解分子的立体形象，可以使用分子模型，常使用的有凯库勒模型（或叫球棒模型）和斯陶特（StuartHA）模型（或叫比例模型）来表示。H凯库勒在发现碳原子四价的基础上，设计了一些有机化合物的分子模型。他用不同颜色的小球代表各种原子，用短棒表示化学键，一般用黑球代表碳原子，在黑球上开四个等距离的小洞，插人短棒表示四价。用白球代表氢原子，开一个洞。这样，就可以装配成各种分子的模型。甲烷的凯库勒模型见图2一3。凯库勒分子模型，制作容易，使用也方便，只是不能准确地表示出原子的大小和键长。图2-1甲烷的正四斯陶特根据分子中各原子的大小和键长按照一定的比例放大（一面体构型般为2×108：1）制成分子模型。例如，图2一2表示一个结合态的四价·23
斯陶特模型凯库勒模型图2-3甲烷的分子模型图2-2结合态碳原子和氢原子的斯陶特模型碳原子，是把一个圆球切出四个面，在每个面的中央开一个小洞，各洞之间的角度为109°28。一价的氢原子模型也如图2一2所示。从图2一3甲烷的斯陶特模型可以看出，这种模型是比较符合分子形状的。有机化合物都可以用分子模型来表示分子中各原子的空间排列状况。我们学习有机化学时就应该十分注意建立有机化合物的立体概念。二、碳原子的sp杂化碳原子在基态的电子的排布是1s2s2p.2p，其中2p轨道的两个电子是未成键的价电子。按照未成键电子的数目，碳原子应当是二价。然而，实际上甲烷等有机化合物分子中的碳原子一般都是四价而不是二价的。这样不符合实际，必须加以修改。原子轨道杂化理论设想碳原子在形成烷烃时，碳原子的2s轨道中的一个电子跃迁到2p轨道上去。使碳原子具有4个未成键的价电子，这样，碳原子就形成了四价。可是这4个原子轨道中1个是s轨道，3个是P轨道，它们不仅在空间伸展方向不同，而且能量也有差别。为了解决这个新的矛盾，杂化理论又设想，在甲烷分子中，碳原子的4个成键轨道并不是纯粹的2s、2p、2p，、2p，原子轨道，而是发生“杂化重新组成能量相等的四个新轨道。像这样重新组合成新轨道的过程称为杂化。激发42p2p2p2p2p2pL国A228由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的四个能量相等的新轨道称为sp轨道，这种杂化方式称为sp杂化，每一个sp轨道的形状都不同于轨道及p轨道，它相当于1/4s成分和3/4p成分，它们的空间取向是指向正四面体的顶点，sp轨道的对称轴之间互成109°28每个sp轨道在对称轴的一个方向上，这样，可以更有效地与别的原子轨道重叠，对于成键是有利的。sp轨道的示意图见图2-4。三、烷烃分子的形成店甲烷分子中碳原子为sp杂化，4个C—H键都为sp—s见图2-5。当氢原子1s轨道分别24
28轨道2p,轨道2p轨道2p.轨道图2-轨道示意图沿sp轨道对称轴的方向互相接近，轨道达到最大重叠，便形成了4个等同的碳氢键，即为甲烷分子。示意图见图2一6。这样，从sP杂化所预料的键角除了和甲烷的实测值一致以外，也与正四面体构型一致，4个C一H键完全等同。3.2电分图2-6甲烷分子形成的示意图乙烷分子中的碳原子也是sp杂化的。两个碳原子各以1个sp轨道重叠形成C一一C键又各以3个sp轨道分别与氢原子1s轨道重重骨形成乙烷分子中所有碳氢键都是等同25
的，如图2-7。在烷烃分子中碳原子都是采取p杂化的。杂化轨道理论虽是根据有机化学中已知的事实设想出来的，但在价键法运算中却也得到了非常重要的结果：①杂化轨道较s轨道和p轨道有更强的方向性，从而是有利于成键的轨道：②4个sp轨道是完全等值的：③正四面体的排列方式使4个键之间尽可能远离（成键电子对互斥理论）从面形成最稳定的分子。烷烃分子只有CC键和C-H键。CC键为spspCH键为sp-se这种键称为。键，其特征是电子云沿键轴近似于圆柱形对称分布，成键的两个原子可以围绕着键轴自由旋转，如图2-8。图27乙烷分子形成的示意图总面地馆BE图2-86C键和CH键的形成O问题2-4按照。键的涵义，p一sspsp是。键，而ls和2p，2p，和2p，能否形成。键？由于sp轨道的几何构型为正四面体，轨道对称轴夹角为109°28，这就决定了烷烃分子中碳原子的排列不是直线形的。实验证明，茶或液态的两个碳原子以上的烷烃，由于。键自由旋转而形成多种曲折形式。例如，正正玩的祥有如图9所示的几种形式78%.8S图2-9正戊烷在液态、气态碳干运动的几种形式必须强调指出，在结晶状态时，烷烃的碳链排列整齐，且呈锯齿状问题2一5为什么在结晶状态时，烷烃的碳链排列一般呈锯齿状？26