CH.CHCH.CH一，在英文名称中“异”字用iso-L代表，但在中文名称中，此代号一般用得不CH多，去掉一个叔氢原子后所得的烷基叫做叔烷基，命名时“叔”字可用t-或lert-表示，例如叔丁CH,CHCH,基CH又叫做t-丁基，叔戊基CHCHz又叫敏t-戊基。而CHCH一叫做CHCH,CH,新戊基。2.2烷烃的俞名烷烃最早是根据碳原子数目来命名的.例如甲烷、乙烷、丙烷等。后来发现了异构体，就冠以不同形容词以示区别、例如丁烷的两个异构体，直链的叫做正丁烷，带有支链的叫做异丁烷：戊烷的三个异构体中，除正戊烷外.带有一个支链的叫做异戊烷、带有两个支链的叫做新戊烷。CH,CH,CH.CH,CH,CH,CH,CH,CHCH,CH,CH,-CH,CH,正皮烷鼻成烧新戊烧这种命名方法，现在常称为习惯命名法。习惯名称不能很好反映出分子的结构，而且对于碳原子数较多，因而异构体也较多的烷烃来说，习惯命名法很难适用。因此，又有人提出用衍生命名法命名，即将所有烷烃看作是甲烷的烷基衍生物来命名。在命名时·选择连有烷基最多的碳原子作为甲烷碳原子，而把与此碳原子相连的基团作为甲烷氢原子的取代基。例如，异丁烷可叫做三甲基甲烷，异戊烷和新戊烷可以分别叫做二甲基乙基甲烷和四甲基甲烷。HHCH:CH--CH,CH,CH.CH,CH-CH,CH,CH,CH,异T烷异戊统新戊烧三甲基甲烧二甲基乙基甲烷四甲基甲烷这种甲烷衍生物命名法，对于更复杂的烷烃.仍不适用。目前有机化合物最常用的命名法是国际纯粹化学和应用化学联合会（InternationalUnionofPureandAppliedChemistry，简称IUPAC）制订的系统命名法。我国现用的系统命名法，基本上就是根据IUPAC规定的原则，再结合我图文字上的特点而制订的。烷烃的系统命名规则如下：（1）直链烷烃按碳原子数命名，碳原子数在十以内时，依次用天干（甲、乙、丙、丁、戊、已、庚、辛、千、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。()“异"的英文名为isomeric，所以用iso-代表，“叔“的英文名为tertiary·所以用ternt-或-代表，·19
例如：CH,(CH),CHCH,(CH.CH.CH,CH,乙烧统十二烷（2）带有支链的烷烃支链烷烃命名时是把它看作是直链烷烃的烷基衍生物。（A）选择主链一一把构造式中连续的最长碳链一一作为母体称为某烷。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。如果构造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条碳链之内。例如：CH,CH,CH,CH,CH,CH,CHCH,CHCH,CH,CH,CH,CHCH,CHiCH,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,CH,+CH-CH-+CH.CH,CH,CH,.CH--CHCH.CH,CH,+CHCH+CH,CH,-CH CH-CH,CH:CH,CH,CH,(1)(1)六个碳的主链上有四个取代基六个碳的主链上有两个取代基上例中最长的六个碳原子的碳链有两条，应按（丨）式即取其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，将主链碳原子用阿拉伯数字1.2.3.…编号。例如：CH,CH,CH,CH,CH.CHCH.CHCH.CHCH,CHCH,CHCH.CH,CH,CH.CH,"CH.CH,.CH.编号正确编号不正确（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缓。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、复杂的基团名称放在后面（英文名称则以取代基名称的首字母A，B，C，为次序）。如果带有几个相同的取代基，则可以合并.但应在基团名称之前写明位次和数目，数目须用汉字二、三...来表示。例如烧基简单，复杂的说法是不确切的，确切的说送是核立体化学中次序规测（见3.3节）顺序到出，指定“较优"基团后列出，·20
CH,CH,CH,CH.CH-CHCH.CH-CH,CH CHCHCH,CHCH.CHCH,CHlCH.CH.CH,CH,CH,取代基：3-甲幕5-乙基取代基2.5-二甲基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追号“，”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称直接相连。按照上述各条规定，上面所给两个化合物的全称为2.CH.CH,CH,CH.CH--CHCH.CH,al.CH,CHCH.CHCH,CHCH,-CH CHCH小61CH,CH.CH,CH,CH,2.5-二甲基-3.4-二乙基已烷3-甲基·5-乙基辛烷《不能称为3.4-二异丙基己烷，因为没有找对主链，）（不能称为6·甲基-小·乙基辛烷，国为编号不是从最接近取代基的一端开始，）又如：CH.CH-CHCH.CHCH.CH6CH, CH,CH,CH-CH,$iCH,2.3.7-三甲基-5-乙基辛烷（不能称为2.3·二甲基-5-异丁基庚烧，因为主髓不是录长链，也不能称为2.3-二甲基-5-乙基-7-甲基辛烷，因为没有把相同取代基合并，）2.3烷烃的结构2.3.1甲烷的结构和sp杂化轨道甲烷是最简单的烷烃，甲烷分子中四个氢原子的地位完全相同，用其他原子取代其中任何-个氢原子，只能形成一个取代甲烷，例如构造为CH,CI的化合物只有一个，构造式CHCI只代表一个化合物。用物理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），四个碳氢键键长都为0.110Onm，所有H-C-H的键角都图2-1甲烷的四面体结构是109.5%碳原子基态的电子构型是1s25*2p2p按杂化轨道理论，在形成甲烷分子时、先从碳原子的2轨道上激发一个电子到空的2p，轨道上去，这样就具有了四个各占据一个轨道的未成对的价·21
电子，即形成1s32s2p2p2p的电子层结构（激发过程中所需要的能量约402kJ/mol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2P轨道“杂化”，组成四个等能量的新一sp杂化轨道，每一个sp杂化轨道含有一广成分和二的原子轨道p成分。杂化轨道是有方向性的，一头大，一头小，如图2-2所示。(6)图2-2（a）每个p杂化轨道都指向四面体的角（）碳原于核为中心的四个产杂化软道的排布四个sp杂化轨道对称地排布在碳康子的周圈·它们的对称轴（相当于四面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），这样的排布可以使价电子尽可能被此离得最远，相互之间排斥力最小。p杂化轨道的大头表示电子云偏向这一边，成键时重叠的程度就比不杂化的s轨道和p轨道都大，所以sp杂化轨道所形成的键比较牢固。当四个氢原子分别沿着sp*杂化轨道对称轴方向接近碳原子时，氢原子的1s轨道可以同碳原子的s力杂化轨道进行最大程度的重叠，形成四个等同的C一H键（见图2-3），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H-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着sp杂化轨道对称轴方向发生轨道重叠而形成的，这种键的电子云分布具有柱形的轴对称，长轴在两个原子核的联接线上。凡是成键电子云对键轴呈圆柱形对称的键都称为①键。以。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。图2-3甲烷的四个C—H键（0,），）图2-1乙烷分子中C-C键（C-Ho键用直线表示）2.3.2其他烷烃的结构用sp杂化轨道和正四面体模型能很好地说明甲烷结构的实际情况。其他烷烃分子中的碳Dsigma,·22
原子，也都是以幼杂化轨道与别的原子形成6键的，因此也都具有四面体的结构。例如之烷（CH,CH）分子中，两个碳原子各以一个sp杂化轨道相互重叠形成C--Ce键，其余六个sp杂化轨道分别与六个氢原子的1s轨道重登形成六个C-Hc键（见图2-4）。实验表明，乙烷分子中C~C链长为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.因此每个碳上的键角并不完全相等，但都接近于109.5。例如，丙烷分子中C-C-C键角为112°。根据物理方法测定，除乙烷外，烷烃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。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替。然碳链实际上是曲折的，但为了方便，一般在书写构造式时，仍写成直链的形式，现在也常用键线式来书写分子结构，键线式中只需写出锯齿形骨架，用锯齿形线的角（120°）及其端点代表碳原子，不需写出每个碳上所连的氢原子。但除氢原子以外的其他原子必须写出。例如：CH,CH,CH,CH(CH,CH,)3-乙基己烷tOHOH13·甲基-2-戊醇CH,CH.CHCHCH,CH.2.4烷烃的构象2.4.1乙烷的构象乙烷分子中CC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断发生变化、这就形成了许多不同的空问排列方式。这种仅仅由于围绕单键旋转，而引起的分子中各原子在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氢原子之间的中线上，这种排布方式叫做交叉式构象。另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极端情况。用球棒模型很容易看清楚乙重叠式结构交叉式结构图2-5乙烷的球榨横型·23·