2.1烷烃（课件）- 《药用化学基础（有机化学）》同步教学（劳保版·2023）

烃类化合物 CHAPTER 2 烷烃 烯烃 炔烃 脂环烃 1 2 3 4 芳香烃 5 烃类化合物 CHAPTER 2 烷烃 PART 1 烃类化合物 第一节 烷烃 烃类化合物 学习目标 1. 掌握烷烃的定义、同系列、通式、同分异构等； 2. 熟练掌握烷烃的命名方法； 3. 了解甲烷的正四面体结构； 4. 熟悉烷烃的主要物理性质和化学性质； 5. 了解烷烃的来源和重要的烷烃。 烃类化合物 案例导入 2020 年 10 月 20 日，山西潞安集团左权阜生煤业有限公司发生一起瓦斯爆炸事故，此次事故造成 4 人死亡、1 人受伤，直接经济损失 1133 万元。 问题：1. 瓦斯的主要成分是什么？ 2. 瓦斯在什么样的条件下会发生爆炸？可以怎样预防瓦斯爆炸？ 烃类化合物 一、饱和链烃和烷烃 1. 烃和烷烃的定义 烃：仅由碳和氢两种元素组成的化合物称为碳氢化合物，简称为烃。 烃 开链烃（脂肪烃） 闭链烃（环烃） 饱和链烃（烷烃） 不饱和链烃 烯烃 炔烃 二烯烃 脂环烃 芳香烃 根据烃的结构和性质的不同，烃可分为下列几类： 烃类化合物 烷烃：烃分子中，碳和碳都以碳碳单键（C－C）结合成链状，碳原子的其余价键都与氢原子（C－H）结合，即被氢原子所饱和，这种烃称为饱和链烃，又称烷烃。 如： 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 烃类化合物 2. 烷烃的同系列和组成通式 名称 结构简式 分子式 甲烷 CH4 CH4 乙烷 CH3CH3 C2H6 丙烷 CH3CH2CH3 C3H8 正丁烷 CH3CH2CH2CH3 C4H10 正戊烷 CH3CH2CH2CH2CH3 C5H12 像这种结构相似，在组成上相差1个或多个“CH2”基团的一系列化合物，称为同系列。同系列中的各化合物之间互称为同系物，“CH2”称为同系差。 烃类化合物 练一练1 某烷烃分子中有12个碳原子，那么它有多少个氢原子？ 烃类化合物 3. 烷烃的结构 甲烷是最简单的烷烃，分子式为 CH4。甲烷分子中的1个碳原子是如何与4个氢原子成键的呢？ (a)正四面体结构 (b)凯库勒（球棍）模型 (c)斯陶特（比例）模型 图2-1 甲烷的分子结构 烃类化合物 图 2−2 乙烷（左）、正己烷（右）的球棍模型 其他烷烃分子中的碳原子与碳原子、氢原子与氢原子之间也都是以单键（C-C σ键和C-H σ键）相结合，也不在同一个平面内。因此，烷烃分子中碳链的空间结构不是直线型，而是呈曲折的锯齿状。 烃类化合物 4. 烷烃的同分异构现象 有机物的同分异构现象非常普遍。其中，由于碳链骨架结构不同（碳原子的链接顺序不同）而产生的异构现象称为碳链异构。 如：丁烷（C4H10）的2种同分异构体分别为： 正丁烷 异丁烷 烃类化合物 练一练2 试写出分子式为 C6H14 的五种同分异构体的结构简式。 烃类化合物 在烷烃中，除了甲烷、乙烷和丙烷没有同分异构体外，其他烷烃都有同分异构体，并且随着碳原子数目的增加，同分异构体的数量迅速增多。 分子式 数目 分子式 数目 分子式 数目 C6H14 5 C9H20 35 C12H26 355 C7H16 9 C10H22 75 C15H32 4374 C8H18 18 C11H24 159 C20H42 366319 表 2−2 常见烷烃同分异构体的数目 烃类化合物 5. 烷烃分子中碳原子的类型 根据烷烃分子中碳原子直接相连的碳原子数目不同，可将碳原子分为4类： 伯碳原子：只与1个碳原子直接相连的碳原子称为伯碳原子或一级碳原子，用1°表示； 仲碳原子：与2个碳原子直接相连的碳原子称为仲碳原子或二级碳原子，用2°表示；叔碳原子：与3个碳原子直接相连的碳原子称为叔碳原子或三级碳原子，用3°表示； 季碳原子：与4个碳原子直接相连的碳原子称为季碳原子或四级碳原子，用4°表示。 烃类化合物 练一练3 指出戊烷的三种碳链异构体中各碳原子的类型。