2.4烷烃物理性质(课件）-《有机化学》同步教学（高教版）

第二章 烷 烃 烷烃的通式和构造异构和命名； 烷烃的的结构； 烷烃的构象； 烷烃的物理性质； 烷烃的化学性质； 烷烃的来源。 主要内容： 理解饱和碳原子的杂化状态及正四面体概念； 烷烃的系统命名法； 掌握烷烃的卤代、氧化和裂化反应； 了解烷烃的构象。 学习目标： 物理常数：单一纯净的有机化合物在一定的条件下其物理性质为一固定值。 t 有机化合物的物理性质：物态、熔点(mp)、沸点(bp)、相对密度(d)、折射率 (ntD )和溶解度(s)等。 物理常数 已知化合物的鉴定 不同化合物的分离 测定 利 用 第四节 烷烃物理性质 烷烃是无色物质，随着碳原子数的增多，由气态过渡到液态、固态。 - ＋ ＋ ＋ ＋ - - - ＋ ＋ ＋ ＋ - - - - 瞬间偶极和诱导偶极之间相反电荷的区域彼此吸引。 二、沸点 一、物态 1. 直链烷烃的沸点随相对分子质量的增加而升高。原因：分子间作用力——范德华力 范德华力:非极性分子、极性分子之间存在的吸引力。 2. 当C原子数相同时，含支链越多的烷烃，相应的沸点 越低。 沸点/℃ 36.1 27. 9 9.5 2. 偶数碳原子烷烃与奇数原子烷烃相比，其熔点升高较多。 烷烃的熔点与分子中所含碳原子数的关系图 1. 烷烃熔点的变化基本上与沸点相似，熔点随相对分子质量的增加而升高。 三、 熔点 3. C原子数相同烷烃的不同异构体，对称性较好的异构体具有较高的熔点。 熔点/℃ -130 -160 -17 四、相对密度 随分子量↑，烷烃的相对密度↑，最后接近于(d≤0.8) 原因:分子量↑，分子间力↑，分子间相对距离↓，最后趋于一极限。 当溶剂分子之间的吸引力和溶质分子之间，以及溶剂分子与溶质分子之间的相互吸引力相近时，溶解容易进行。 氯化钠的溶解 五、溶解度 烷烃不溶于水，而易溶于四氯化碳—“结构相似者相溶” 六、折射率 光通过空气和介质的速度比为折射率，是物质的特性常数。折射率是液体有机化合物纯度的标志。直链烷烃的折射率随碳原子数的增多而增大。 烷烃 卤素 卤代烷 卤化氢 烷烃能与卤素在高温或光照条件下发生取代反应。X2的反应活性为F2>Cl2>Br2>I2，其中氟代反应太剧烈，难以控制；而碘代反应太慢，难以进行，实际上广为应用的是氯代和溴代反应。 第五节 烷烃的化学性质 一、卤代反应 1.氯代反应 烷烃的氯代反应一般难以停留在一取代阶段，通常得到各卤代烃的混合物。例如甲烷的氯代： 甲烷和氯在黑暗中不起反应，如果在日光或紫外光照射下，或加热，则起猛烈的反应，甚至发生爆炸，生成氯化氢和碳。 在控制好反应条件（漫射光、热或某些催化作用）下，甲烷与氯发生氯代反应，氢原子被氯原子取代，生成氯甲烷和氯化氢，同时有热量放出。 如条件：350～400℃，甲烷与氯反映声称氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯甲烷。通常甲烷的氯化反应得到的是这四种氯代产物的混合物。 链的引发阶段： 第一步 氯分子的解离 链的增长阶段： 第二步 自由基与分子的反应 2.氯代反应机理 链反应： 链的引发是慢步骤，是决定反应速率的一步。 自由基一经引发，就会很快连续不断地反应下去。 链的终止阶段: 第三步 自由基间的反应 3.卤代反应的取向 （1）氯代反应 则在室温下伯,仲,叔氢原子的反应活性:1:4:5. 工业上对烷烃或环烷烃氧化反应的利用： 二、氧化反应 有机化学中，经常把在有机化合物中引进氧或脱去氢的反应叫做氧化。烷烃在空气中可以燃烧: 烷烃的高温裂化：也叫高温裂解。但加热到一定温度时（500℃-700℃），烷烃就开始分解，温度越高，分解越厉害。 烷烃的高温裂化或裂解产物复杂。实验证明，烷烃高温裂化或裂解的结果是： （1）发生C—C单键断裂，烷烃分子中任何一个C—C单键都可能断裂生成较小的烷烃和烯烃； （2）发生C—H键断裂，烷烃脱氢生成烯烃。 三、裂化、裂解反应 　　烷烃的天然来源主要是石油和天然气。 第六节 烷烃的来源 $$