4.1.2环烷烃的结构与稳定性 与烷烃分子一样环烷烃分子中的碳原子也是sp杂化。 环丙烷的结构 令两个$p3杂化轨道的对称 60° 1050 轴不可能在一条直线上重叠, 只能以弯曲的形式形成o键 弯曲键的原子轨道有一种 要达到最大重叠的倾向,这 种倾向称为“张力”。因键 0.1524nm 角的偏差而产生的张力又称 “角张力”。 ◆环丙烷分子不稳定,能量 高,易发生开环反应
4.1.2 环烷烃的结构与稳定性 与烷烃分子一样环烷烃分子中的碳原子也是sp3杂化。 环丙烷的结构 60o c c c 0.1524nm 105o ❖两个sp3杂化轨道的对称 轴不可能在一条直线上重叠， 只能以弯曲的形式形成σ键 ❖弯曲键的原子轨道有一种 要达到最大重叠的倾向，这 种倾向称为“张力”。因键 角的偏差而产生的张力又称 “角张力”。 ❖环丙烷分子不稳定，能量 高，易发生开环反应
从环丁烷开始,组成环的碳原子均不在同一平面上。 ◆环丁烷成键原子轨道重叠程度比 环丙烷大,角张力小,分子较环丙 烷稳定,较难发生开环反应 环丁烷分子结构图 令环戊烷分子中成键轨道几乎在 其对称轴方向上重叠,C-C-C键 角为108°。角张力很小,分子较 稳定,难以发生开环反应 环戊烷分子结构图 ▲V
从环丁烷开始，组成环的碳原子均不在同一平面上。 环丁烷分子结构图 环戊烷分子结构图 ❖环丁烷成键原子轨道重叠程度比 环丙烷大，角张力小，分子较环丙 烷稳定，较难发生开环反应。 ❖环戊烷分子中成键轨道几乎在 其对称轴方向上重叠，C-C-C键 角为108o。角张力很小，分子较 稳定，难以发生开环反应
环已烷、环庚烷及大环化合物的分子中,已不存 在弯曲键,C-CC键角为10928′,无环张力,分子很 稳定。性质类似于开链烷烃。自然界中以六元环化合 物存在的居多,其次是五元环。 41.3环烷烃的立体结构 41.3.1顺反异构 环的存在限制了G键的自由旋转,当环上有两 个或两个以上的碳原子上各自连接不同的原子或 基团时,与烯烃相似,环也产生顺反异构。 例如: ▲V
环己烷、环庚烷及大环化合物的分子中，已不存 在弯曲键，C-C-C键角为109º28´，无环张力，分子很 稳定。性质类似于开链烷烃。自然界中以六元环化合 物存在的居多，其次是五元环。 4.1.3 环烷烃的立体结构 4.1.3.1 顺反异构 环的存在限制了σ 键的自由旋转，当环上有两 个或两个以上的碳原子上各自连接不同的原子或 基团时，与烯烃相似，环也产生顺反异构。 例如：
CH 3 H H3C CH3 反—1,3—二甲基环戊烷顺—1,3—二甲基环戊烷 CH 3 H H H 顺—1,3—二甲基环丁烷反—1,3—二甲基环丁烷 ▲V
H3C H CH3 H H H3C H CH3 反—1, 3—二甲基环戊烷 顺—1, 3—二甲基环戊烷 H3C CH3 H H H H3C H CH3 顺—1, 3—二甲基环丁烷 反—1, 3—二甲基环丁烷
请命名: H CH3 H3C CH3 答案:反—1,2—二甲基环己烷顺—1,2—二甲基环己烷 4.1.3.2环己烷及其衍生物的构象异构 与烷烃相比,由于环的存在,限制了相邻CC单键相对 旋转,但在环不开裂的范围内,只要成环的所有碳原子不 在同一平面上彼此间仍可扭转,也存在构象异构。 环己烷是无张力环,六个碳原子不共平面,通过键的 旋转和键角的扭动,可以得到椅式和船式两种不同的极限 构象。 ▲V
CH3 H CH3 H H H3 C H CH3 请命名: 4.1.3.2 环己烷及其衍生物的构象异构 与烷烃相比，由于环的存在，限制了相邻C-C单键相对 旋转，但在环不开裂的范围内，只要成环的所有碳原子不 在同一平面上,彼此间仍可扭转，也存在构象异构。 环己烷是无张力环，六个碳原子不共平面，通过键的 旋转和键角的扭动，可以得到椅式和船式两种不同的极限 构象。 答案： 反—1, 2—二甲基环己烷 顺—1, 2—二甲基环己烷