第2章烃类——基础有机化合物《有机化学基础》烷烃第二课时同步教学（科学出版社中职药剂二版）

烷烃的物理性质 烷烃的物理性质 t 外 观： 状态 颜色 气味 物理常数： 沸点（b.p.) 熔点（m.p.) 折光率(n) 旋光度[α]λ 密度（D） 溶解度 偶极矩（μ） μ=qd 光谱特征 2 奇数碳 偶数碳 一、熔点：取决于分子间的作用力和晶格堆积的密集度。 烷烃熔点的特点 ： （1）随相对分子质量增大而增大。 （2）偶数碳烷烃比奇数碳烷烃的熔点升 高值大（如右图）。 （3）相对分子质量相同的烷烃，叉链增 多，熔点下降。 烷烃的物理性质 3 二、沸点：沸点大小取决于分子间的作用力 烷烃沸点的特点： （1）沸点一般很低（非极性，只有色散力）。 （2）随相对分子质量增大而增大（运动能量增大，范德华引力增大） （3）相对分子质量相同、叉链多、沸点低。（叉链多，分子不易接近） 烷烃的物理性质 4 三、密度 偶极矩均为0。 烷烃不溶于水，溶于非极性溶剂. 四、饱和烃的偶极矩 五、溶解度 烷烃的物理性质 烷烃的密度均小于1（0.424-0.780) 5 自由基 一、 自由基的定义 伯碳自由基 定义：带有孤电子的原子或原子团称为自由基。 碳自由基：含有孤电子碳的体系称为碳自由基。 叔碳自由基 仲碳自由基 7 二、 自由基的结构 自由基的结构特点，有三种可能的结构： （1）刚性角锥体， （2）迅速翻转的角锥体， （3）平面型。如下图： 8 三、自由基的产生 热均裂产生 辐射均裂产生 单电子转移的氧化还原反应产生 光 H2O2 + Fe2+ HO• + HO- + Fe3+ RCOO- RCOO • -e- 电解 9 四、自由基的稳定性 影响自由基稳定性的因素是很多的，如： 电子离域 空间阻碍 螯合作用 邻位原子的性质 运用电子离域解释下列自由基的稳定性 σ-p 超共轭，（α）C-H σ键越多，碳自由基越稳定 > > 四、自由基的稳定性 运用电子离域解释下列自由基的稳定性 p-π 共轭 p-π 共轭 > > σ-p 超共轭 四、自由基的稳定性 烷烃的卤代反应 σ键键能大，C-Hσ键极性又小，故烷烃化学性质稳定。一般在常温下与 强酸、强碱、氧化剂、还原剂都不反应。但稳定性是相对的。 结构与性质 烷烃分子中只含C-C单键和C-H单键，是σ键. α-键 烷烃的化学性质 14 烷烃分子中的氢原子被其它原子或基团所取代的反应，称为取代反应。被卤素取代的反应称为卤代反应。 取代反应 （一）在漫射光、热或催化剂的作用下，烷烃发生卤代反应 一、卤代反应 烷烃 卤素 卤代烷 卤化氢 取代反应 甲烷的氯化较难停留在一氯化阶段： 产物为四种氯甲烷的混合物，氯气过量时主要得到四氯化碳，甲烷过量时主要得到一氯甲烷。 取代反应 （二）烷烃的卤代反应机理（eaction machanism） 反应条件起什么作用？ 决速步骤是哪一步？ 副产物是如何生成的？ 反应是如何开始的？ 产物生成的合理途径？ 经过了什么中间体？ 反应机理是对反应过程的详细描述，应解释以下问题： 取代反应 了解影响反应的各种因素，最大限度地提高反应的产率。 发现反应的一些规律，指导研究的深入。 研究反应机理的意义: 取代反应 （二）烷烃的卤代反应机理（eaction machanism） （1）室温及暗处不反应 （2）大于250℃可反应 （3）室温但有光可反应 （4）用光引发反应 （5）如果有氧或者其他能捕捉自由基的杂质存在，反应则有诱导期，诱导期长短与存在这些杂质多少有关 甲烷氯代反应的实验事实 实验事实，说明该反应是一自由基反应! 光或热的作用下，氯分子发生均裂，分解为2个氯原子。 1. 链的引发阶段： 第一步 氯分子的解离 （二）烷烃的卤代反应机理 2. 链的增长阶段： 第二步 自由基与分子的反应 自由基分别与反应物分子和产物分子反应。 （二）烷烃的卤代反应机理 3. 链的终止阶段: 第三步 自由基间的反应 （二）烷烃的卤代反应机理 链反应： 链的引发是慢步骤，决定反应速率的一步。 自由基一经引发，会很快连续不断地反应下去。 链反应按上述三个阶段进行。 （二）烷烃的卤代反应机理 （三）卤素和烷烃中不同氢的活性 1.卤素进行卤代反应的活性 2. 卤化反应中烷烃不同氢的活性与自由基的稳定性 丙烷的氯化反应： 仲氢与伯氢活性之比为： 1°