第二章烷烃和环烷烃学习要求：1掌握烷烃和环烷烃的结构、命名。2掌握键的形成、结构特点及特性。4.掌握构象式（纽曼式和透视式）的写法：理解脂环烃的结构及其稳定性的解释；，理解脂环烃的典型构象及其稳定性的解释；5.了解烷烃和环烷烃物理性质，掌握其化学性质及烷烃的自由基反应的条件、历程及自由基的稳定性。$2—1烷烃只含C、H两种元素的有机化合物叫做烃烷烃烯烃开链烃（脂肪烃）烃炔烃环状烃（脂环烃）脂环烃芳香烃烷烃：分之中的碳除以碳碳单键相连外，碳的其他价键都为氢原子所饱和的烃叫做烷烃也叫做饱和烃。同系列和构造异构（一）、烷烃的同系列和同系物最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙烷、丁烷、戊烷等，它们的分子式、构造式为：分子式构造式构造简式H甲烷CH4CH4H-C-HHHH-C-C-H乙烷C-HeCH.CH3HH丙烷CsHsCH:CH2CH3HHHH丁烷CaHoH-C-C-C-C-HCH3CH2CH2CH3HHHH从上述结构式可以看出，链烷烃的组成都是相差一个或几个CH2（亚甲基）而连成碳链2·7
• •7 第二章 烷烃和环烷烃 学习要求： 1 掌握烷烃和环烷烃的结构、命名。 2 掌握σ键的形成、结构特点及特性。 4.掌握构象式（纽曼式和透视式）的写法；理解脂环烃的结构及其稳定性的解释；.理解 脂环烃的典型构象及其稳定性的解释； 5.了解烷烃和环烷烃物理性质，掌握其化学性质及烷烃的自由基反应的条件、历程及自 由基的稳定性。 §2—1 烷 烃 只含 C、H 两种元素的有机化合物叫做烃 烷烃 开链烃（脂肪烃） 烯烃 烃 炔烃 环状烃（脂环烃） 脂环烃 芳香烃 烷烃：分之中的碳除以碳碳单键相连外，碳的其他价键都为氢原子所饱和的烃叫做烷烃， 也叫做饱和烃。 一、 同系列和构造异构 （一）、烷烃的同系列和同系物 最简单的烷烃是甲烷，依次为乙烷、丙烷 、丁烷、戊烷等，它们的分子式、构造式为： 分子式 构造式 构造简式 甲烷 CH4 CH4 乙烷 C2H6 CH3CH3 丙烷 C3H8 CH3CH2CH3 丁烷 C4H10 CH3CH2CH2CH3 从上述结构式可以看出，链烷烃的组成都是相差一个或几个 CH2（亚甲基）而连成碳链， H C H H C H H H H C H H C H H C H H C H H H H C H H H
碳链的两端各连一个氢原字。h h h h:HiC-C-C-CiHHHHH故：通式烷烃的为HCH2+H或ChH2n+2。具有同一通式，结构和化学性质相似，组成上相差一个或多个CH的一系列化合物称为同系列。同系列中的化合物互称为同系物。由于同系列中同系物的结构和性质相似，其物理性质也随着分之中碳原子数目的增加而呈规律性变化，所以掌握了同系列中几个典型的有代表性的成员的化学性质，就可推知同系列中其他成员的一般化学性质，为研究庞大的有机物提供了方便。在应用同系列概念时，除了注意同系物的共性外，还要注意它们的个性（因共性易见，个性则比较特殊），要根据分子结构上的差异来理解性质上的异同，这是我们学习有机化学的基本方法之一。（二）、构造异构甲、乙、丙烷只有一种结合方式，无异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，可由下面方式导出，正丁烷加到链端C-H间HHH-C-C--CC-HHHH（沸点-0.5℃）HHHHH-C-C--HHHHH异丁烷HHH加到中间碳C-H间H-CCC-HH.-C..H（沸点-10.2）H-A由两种丁烷可异构出三种戊烷加到链端C-H间、，CHCH2CH2CH2CH正戊烷 b.p36.1℃-CH2-CH3-CH2-CH2-CH3CH3-CH2-CH-CH3异戊烷b.p28℃CH3加到链端C-H间eH述谛种舌式翻圆而构造式不同的化合物称为同分异构体，这种现象称为构造异构CH3加到中间碳C-H间CH3CH3-C-CH3现象。新戊烷b.p9.5℃CH3构造异构现象是有机化学中普遍存在的异构现象的一种，这种异构是由于碳链的构造不同而形成的，故又称为碳链异构。8
• • 8 碳链的两端各连一个氢原字。 故：通式烷烃的为 或 CnH2n+2 。 具有同一通式，结构和化学性质相似，组成上相差一个或多个 CH2的一系列化合物称为同 系列。 同系列中的化合物互称为同系物。 由于同系列中同系物的结构和性质相似，其物理性质也随着分之中碳原子数目的增加 而呈规律性变化，所以掌握了同系列中几个典型的有代表性的成员的化学性质，就可推知 同系列中其他成员的一般化学性质，为研究庞大的有机物提供了方便。 在应用同系列概念时，除了注意同系物的共性外，还要注意它们的个性（因共性易见， 个性则比较特殊），要根据分子结构上的差异来理解性质上的异同，这是我们学习有机化学 的基本方法之一。 （二）、构造异构 甲、乙、丙烷只有一种结合方式，无异构现象，从丁烷开始有同分异构现象，可由下面 方式导出， 正丁烷 （沸点-0.5℃） 异丁烷 （沸点-10.2） 由两种丁烷可异构出三种戊烷 上述这种分子式相同而构造式不同的化合物称为同分异构体，这种现象称为构造异构 现象。 构造异构现象是有机化学中普遍存在的异构现象的一种，这种异构是由于碳链的构造 不同而形成的，故又称为碳链异构。 H C H H C H H C H H C H H H H ( CH2 ) H H C H H C C H H H H H -CH H 加到中间碳 C-H 间 加到链端C-H间 H C C C C H H H H H H H H H H C C C H H H C H H H H H H CH3 -CH2 -CH2 -CH3 -CH2 - 加到链端 间 加到中间碳 间 C-H C-H CH3CH2CH2CH2CH3 CH3 -CH2 -CH-CH3 正戊烷 b.p 36.1℃ 异戊烷 b.p 28℃ CH3 -CH2 -CH-CH3 -CH2 - 加到链端C-H 间 CH3 C CH3 CH3 CH3 CH3 新戊烷 b.p 9.5℃ CH3
随着碳原子数目的增多，异构体的数目也增多，见P20表2-2。构体的导出步骤（C7H16）写出此烷烃的最长直链式。CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3再写少一个C原子的直链，另一个C作为取代基。CH,CHCH,CHCHCH3CH,CHCHCH,CH,CH3CH3CH3再写少二个C原子的直链，另二个C作为取代基。CH,CH CHCH,CHCH,CHCH2CHCH,CH,CH,CHCH,CH3CH,CH3CHCH,C,HsCHCH3CH,CCHCHCH3CH,CH2CCH,CH3CH3CH,类推，再写少三个C原子的直链。CH3CH,C-CHCH3CH3CH3不重复的只能写出9个。随着碳原子数的增加，异构体的数目增加很快：10713C原子数625.3679万多75异构体数59...802个（三）、碳原子和氢原子的分类伯碳：又称第一碳，用1℃表示一一与一个C原子直接相连。仲碳：又称第二碳，用2℃表示一一与二个C原子直接相连。叔碳：又称第三碳，用3℃表示一一与三个C原子直接相连。与四个C原子直接相连。季碳：又称第四碳，用4℃表示-'CH3CHsCH,CH,CH,CH344°1 2 2°2°CH,CCHCH31°二、命名CH3 CH310.9
• •9 随着碳原子数目的增多，异构体的数目也增多，见 P20 表 2-2。 构体的导出步骤（C7H16） 写出此烷烃的最长直链式。CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3 再写少一个 C 原子的直链，另一个 C 作为取代基。 再写少二个 C 原子的直链，另二个 C 作为取代基。 类推，再写少三个 C 原子的直链。 不重复的只能写出 9 个。 随着碳原子数的增加，异构体的数目增加很快： C 原子数 6 7 . 10 . 13 . 25 . 异构体数 5 9 . 75 . 802 . 3679 万多 个 . （三）、碳原子和氢原子的分类 伯碳：又称第一碳，用 1℃表示——与一个 C 原子直接相连。 仲碳：又称第二碳，用 2℃表示——与二个 C 原子直接相连。 叔碳：又称第三碳，用 3℃表示——与三个 C 原子直接相连。 季碳：又称第四碳，用 4℃表示——与四个 C 原子直接相连。 二、命名 CH3CH2CH2CH2CH3 1 。 2 。 1 。 2 。 2 。 CH3C CH3 CH3 CHCH3 CH3 3 。 4 。 1 。 1 。 1 。 1 。 1 。 CH3C CH3 CH3 CHCH3 CH3 CH3CHCH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH2CH2CH3 CH3 CH3 CH3CHCH2CHCH3 CH3 CH3CH CHCH2CH3 CH3CH2CCH2CH3 CH3CH2CHCH2CH3 CH3CCH2CH2CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 C2H5
有机化合物的命名的基本要求是必须能够反映出分子结构，使我们看到一个不很复杂的名称就能写出它的结构式，或是看到构造式就能叫出它的名称来。烷烃的命名法是有机化合物命名的基础，应很好的掌握它。烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法（一）、普通命名法根据分子中碳原子数目称为“某烷”，碳原子数十个以内的依次用甲、乙、丙、丁、戊…·癸表示，十以上的用汉字数字表示碳原子数，用正、异、新表示同分异构体。例如：CH3CH3-C—CH3CH3-CH2-CH2-CH2-CH3CH3-CH-CH2-CH3CH3CH3正戊烷异戊烷新戊烷普通命名法简单方便，但只能适用于构造比较简单的烷烃。对于比较复杂的烷烃必须使用系统命名法。（二）、系统命名法为了学习系统命名法，应先认识烷基烷基一烷烃分之中去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基。名称烷基通常符号甲基MeCHs-乙基EtCH:CHe-丙基CH.CH.CH2n-PrCH,CH-异丙基i-PrCHaCH:CHCH2CH2-正丁基n-BuCH.CHCH2-异丁基i-BuCh.CH:CH2CH-仲丁基s-BuCHaCHaCHa_c _叔丁基t-Bu'CHa10
• • 10 有机化合物的命名的基本要求是必须能够反映出分子结构，使我们看到一个不很复杂 的名称就能写出它的结构式，或是看到构造式就能叫出它的名称来。烷烃的命名法是有机 化合物命名的基础，应很好的掌握它。 烷烃常用的命名法有普通命名法和系统命名法 （一）、普通命名法 根据分子中碳原子数目称为“某烷”，碳原子数十个以内的依次用甲、乙、丙、丁、戊. 癸表示，十以上的用汉字数字表示碳原子数，用正、异、新表示同分异构体。例如： 正戊烷 异戊烷 新戊烷 普通命名法简单方便，但只能适用于构造比较简单的烷烃。对于比较复杂的烷烃必须使 用系统命名法。 （二）、系统命名法 为了学习系统命名法，应先认识烷基 烷基 烷烃分之中去掉一个氢原子而剩下的原子团称为烷基。 烷基 名称 通常符号 CH3- 甲基 Me CH3CH2- 乙基 Et CH3CH2CH2- 丙基 n-Pr CH3CH- 异丙基 i-Pr CH3 CH3CH2CH2CH2- 正丁基 n-Bu CH3CHCH2- 异丁基 i-Bu CH3 CH3CH2CH- 仲丁基 s-Bu CH3 CH3 CH3 C 叔丁基 t-Bu CH3 CH3 -CH2 -CH2 -CH2 -CH3 CH3 CH CH2 -CH3 CH3 CH3 C CH 3 CH3 CH3
烷基的通式为C,H2a+1常用R表示2.亚甲基结构有二种：①两个价集中在一个的原子上时，一般不要定位。≥CH2二CHCH≥C(CHs)2亚乙基亚甲基亚异乙基②两个价集中在不同的原子上时，一定要求定位，定位数放在基名之前。一CH2CH2— 1,2-亚乙基一CHCHCH2一1,3-亚乙基3.三价的烷基叫次基，限于三个价集中在一个原子上的结构。c-CH,次乙基CH次甲基系统命名法（IUPAC命名法）系统命名法是中国化学学会根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）制定的有机化合物命名原则，再结合我国汉字的特点而制定的（1960年制定，1980年进行了修定）系统命名法规则如下：1.选择主连（母体）（1）选择含碳原子数目最多的碳链作为主链，支链作为取代基。（2）分之中有两条以上等长碳链时，则选择支链多的一条为主链。例如：CH3CHs-CH2CH -CH CH 2-CH3CH3-CH2-CH -CH -CHCH-CH3CH, ICH2CH选择正确CH2CHCH 选择错误CHsCHa]:CH2-CH3选择错误选择正确2．碳原子的编号(1)从最接近取代基的一端开始，将主链碳原子用1、2、3.·编号123456编号正确231634578编号错误C-C-C-C-C-CC-C-C--C15421编号错误8766C321编号正确C-C（2）从碳链任何一端开始，第一个支链的位置都相同时，则从较简单的一端开始编号。例如：1234567编号正确CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH37l cha'CHe-CHa1编号错误（3）若第一个支链的位置相同，则依次比较第二、第三个支链的位置，以取代基的系.1l
• •11 烷基的通式为 CnH2n+1 常用 R 表示 2．亚甲基结构有二种： ① 两个价集中在一个的原子上时，一般不要定位。 ② 两个价集中在不同的原子上时，一定要求定位，定位数放在基名之前。 3．三价的烷基叫次基，限于三个价集中在一个原子上的结构。 系统命名法（IUPAC 命名法） 系统命名法是中国化学学会根据国际纯粹和应用化学联合会（IUPAC）制定的有机化合 物命名原则，再结合我国汉字的特点而制定的（1960 年制定，1980 年进行了修定） 系统命名法规则如下： 1．选择主连（母体） （1） 选择含碳原子数目最多的碳链作为主链，支链作为取代基。 （2） 分之中有两条以上等长碳链时，则选择支链多的一条为主链。 例如： 2．碳原子的编号 (1) 从最接近取代基的一端开始，将主链碳原子用 1、2、3.编号 （2）从碳链任何一端开始，第一个支链的位置都相同时，则从较简单的一端开始编号。 例如： 1 2 3 4 5 6 7 编号正确 CH3-CH2-CH-CH2-CH-CH2-CH3 7 CH3 CH2-CH3 1 编号错误 （3） 若第一个支链的位置相同，则依次比较第二、第三个支链的位置，以取代基的系 CH3 -CH2 CH CH CH 2 -CH3 CH2 CH3 CH CH3 CH3 选择错误 选择正确 CH3 -CH2 -CH CH CH CH-CH 3 CH3 CH2 CH2 CH3 CH3 CH3 选择正确 选择错误 C C C C C C C C 2 3 4 6 7 8 1 C C C 8 7 6 5 4 3 2 1 5 C C C C C C C C 1 2 3 4 5 6 1 6 2 编号正确 编号错误 编号正确 编号错误 CH2 CHCH3 C(CH3 )2 亚甲基 亚乙基 亚异乙基 CH2CH2 1,2-亚乙基 CH2CH2CH2 1,3-亚乙基 CH 次甲基 C CH3 次乙基