起着重要的作用。 有机化学是高等学校化工类各专业的一门基础课。在有限的学习时间内、学生应主要業耀 本门学科的基本规律，即熟悉有机化合物基本类型的结构、性能、合成方法以及它们之间相互 联系的规律和理论。事提这些基本规律和理论，不仅是为了能更好学习后继专业课程。更重要 的是，在掌握比较全面的基本原理的基础上，根据今后工作的需要，能进一步继续学习和钻研 与专业发展密切相关的有机化学知识。和其他学科一样，有机化学也是在迅速发展的。学生不 应满足于今天的学习水平。要适应科学发展的需要，还必须具有能在今后工作中独立钻研和不 断提高的能力。不仅有机化学如此，对所有基础理论的学习来说，也都应有这样的要求 ·14
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做碳氢化合物，简称经。根据经分子中碳原 子间连接方式、烃可分为两大类：开链经和闭链烃。开链烃分子中碳原子连接成链状，简称链 轻。又叫做脂肪经。脂防烃又可分为烧经、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。环经又可分为脂环经和芳香烃两大类。 烃是最简单的有机化合物，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 是烃的精生物。所以有机化合物的讨论一般从经类开始。 2】烧烃的通式、同系列和构造异构 在烷经系列化合物中，甲烷碳原子的四个价健都和氢原子相结合：而其他烷烃分子中，碳 原子的四个价键，除以单键与其他碳原子互相结合成碳链外，其余的价健也都和氢原子相结合。 即完全为氢原子所饱和。因此烧烃又称为饱和烃。由干石蜡是烷烃的混合物，所以烷烃也称为 石结烃 含有一个碳原子的烷烃称为甲烧，按碳原于数的递增，其他烧烃依次分别称为乙烷、丙烷 丁烷、戊烷等等。它们的分子式和构造式如下： 名称 分子式 构痘式 构造式的简写式 举 CH. H-C-H CH. H HH 乙 CxH H-C-C-H CH.CH HHH 丙空 C.H. H c-c-c CH,CH,CH, HHH HHHH 丁院 C.H H-C-C-C-C-H CH,(CH.>CH, HHHH 戊统 CHz CH,(CH.).CH HHHHH ·15
分子中不含有支链的烧烃称为直链烷烃或称正构烷烃。从它们的构造式可以看出，直链烷 烃分子中，一个或几个一CH:一基团（称为亚甲基）连成碳链，碳徒的两端再连有两个氢原子， 因此直链烷经的通式为H(CH,H或C,H+ 乙烧可以看作是甲烷的一个氢原子被-CH,基（称为甲基）取代而形成的.丙烷又可以看作 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-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徒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 HH H H 一赞陆子一HC-C-CC-H或CHCH,CHCH, HHH HHHH 正丁统 H-C C-H HHH HHH CH H-C-H H 界T统 正丁烷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，面异丁烷则带有支链。正丁烷的沸点为-0.5C,熔点为-1383C 异丁烷的沸点为一11.7C,熔点为-159.4C。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，或称为不同构凌而引起的，它们又叫做构适异构体（也常笼统称为结构异构体）。 例如正丁烷和异丁烷互为构造异构体。 如果正丁烷分子中一个氢原子被一CH,基取代，则能形成两种构造异构体，即正戊烷和异戊 烷。异丁烷分子中一个氢原子被一CH基取代，也可形成两种异构体，即异戊烷和新戊烧，因此 五个碳的烷烃一共有三种构造异构体 C1攻C4上H莱-(H取代 CH.CH.CH.CH →CH,CH,CH.CH.CH C2或心3上H械，CH,取代 CHCHCHCH C1骏C上H藏一CH取花 CH, 异皮 CH, C2上HCH CH-C-CH 烷烃分子中，随着碳原子数的增加，构造异构体的数目也愈多。例如，C,H有9个构造异 口。广文的结构异构体包轻构意异构体和立体异构体（构型液构象不同） 16✉
构体，CH,有18个构造异构体。 构造异构体的物理性质都不同。一殷来讲、直链烷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】可知正戊烷的沸点是36.1C,而异戊烷的沸点是29.9C,分支更多的 新戊烷沸点只有9.4C 表2】第分烷经异构体的物理常数 分子式 构透式 德点/C 8点1C 丁镜绿构华 C. CH CHCH.CH -138 绿「院 CHCHICH.KH -1.7 -158.1 校辞体 C:H 36.】 -129.8 CH.COCH 已烷妹构体 C.Hu CH.CH.CH.CH.CH.CH 68.7 -95.3 .CH.CH 6.3 -153.6 2.2“甲基T烧 CH.CCH.CH.CHCH -118 3二甲著T统 CHCH(CH CHCH 128 烷烃的分子式都符合通式CH+从甲烷开始，每增细一个碳原子就增加两个氢原子，因 此两个烷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】中所列的化合 物，都是烷烃同系列中的同系物，同系列中、相邹的两个分子式的差值CH称为系差」 烷烃分子中的碳原子，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 的称为伯碳原子（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碳原子（或称第三碳原子）.常 用“3”表示，连有四个碳原子的称为季碳原子（或称第四碳原子），常用“4”表示。与伯、种 叔碳原子相连的氢原子，分别称为伯、仲、叔氢原子，例如： H 为了便于命名或说明有机化合物的结构，在有机化学中，常需要给予警面以一定的名 称，例如，比甲烷少一个氢原子的原子团一CH,叫嫩甲基：乙烷去掉一个氢原子后的原子团 CHCH,叫做乙基：丙烷分子中的氧原子所处的位置不是完全等同的，因此丙烷去掉一个氯原 子后，可得到两种构造异构的丙基。 ·17
HHH =业f年aoa HHH正两 H/HH HHH 去n-个HHCH攻CH,CHCHC H CH, 同理，由正丁烷可得到两种构造异构的丁基，即正丁基和仲丁基，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 HHHH 去第-个1HH-C-C-度CcH,HCH.CH,.- H-C CC-H HHHH ET& HHHH 去将=个HH -C-C-H&CH.CHCH- HH CH, H HH 去=个HH或CH,CHCH-=(CH,.HC- HHH CH. HC-H异T蓬 H -H ◆理HC-C-H麦CH,CcH,=CHc CH, H-C-H 叔丁 H 总的来说，烷经去掉一个氢原子后的原子团叫做烷基，常用R-(CH一)表示。所以烷径 又可用通式RH来代表。通常去掉直僻烷烃末端氢原子所得的原子团叫做正烷基，命名时“正”字 常用-①代表，例如正丙基CH,CH,CH,一又叫做m丙基，正丁基CH,CH,CH,CH,一又叫做m丁 基。去掉一个仲氢原子所得的烷基叫做仲烷基，命名时“仲“字常用佛表示，倒如仲丁基 CH,CH,CH一又叫缴c丁基，而CH,CH(CH,)。一型的烧基叫做异烧基，例如异戊基 CH, CH, ·18