烷烴和環(huán)烷烴ppt課件.ppt

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1、物質(zhì)的物理性質(zhì)主要包括狀態(tài)、氣味、顏色、沸點(diǎn)、熔點(diǎn)、密度、折光率和溶解度等。常溫常壓下直鏈烷烴：C1-C4氣體；C5-C16液體；C17以上固體密度：烷烴的密度都小于1(0.424-0.780)溶解度：烷烴不溶于水，溶于非極性溶劑“相似相溶”原則第二章烷烴和環(huán)烷烴（3）沸點(diǎn):(i)直鏈烷烴隨分子量增加有規(guī)律升高(ii)同數(shù)碳的烷烴異構(gòu)體，直鏈的沸點(diǎn)最高，支鏈越多沸點(diǎn)越低。例：戊烷異戊烷新戊烷沸點(diǎn)℃36.127.99.4熔點(diǎn):隨分子量增加而升高，含奇數(shù)碳原子的烷烴和偶數(shù)碳原子的烷烴分別構(gòu)成兩條曲線如圖；熔點(diǎn)不僅取決于分子大小，而且與分子在晶格中排列有關(guān)，分子對(duì)稱性好，熔點(diǎn)高。偶數(shù)碳奇數(shù)碳CH電負(fù)

2、性2.52.2烷烴的結(jié)構(gòu)烷烴的化學(xué)性質(zhì)一般情況下烷烴化學(xué)性質(zhì)不活潑、耐酸堿（常用作低極性溶劑，如正己烷、正戊烷、石油醚等）烷烴可與鹵素發(fā)生自由基取代反應(yīng)（烷烴的重要反應(yīng)）sp3雜化已飽和不能加成低極性共價(jià)鍵H酸性小不易被置換甲烷的鹵代反應(yīng)（氯代和溴代反應(yīng)）甲烷的氯代反應(yīng)反應(yīng)特點(diǎn):(1)反應(yīng)需光照或加熱，或自由基引發(fā)劑。(2)光照時(shí)吸收一個(gè)光子可產(chǎn)生幾千個(gè)氯甲烷（反應(yīng)有引發(fā)過程）。(3)有O2存在時(shí)反應(yīng)延遲，過后正常。延遲時(shí)間與O2量有關(guān)。甲烷與其它鹵素的反應(yīng)反應(yīng)速率:F2>Cl2>Br2>I2（不反應(yīng)）F2：反應(yīng)過分劇烈、較難控制Cl2：正常（常溫下可發(fā)生反應(yīng)）Br2：稍慢（加熱下可發(fā)生反應(yīng)）

3、I2：不反應(yīng)。即使反應(yīng),其逆反應(yīng)易進(jìn)行主要討論的內(nèi)容甲烷的鹵代反應(yīng)機(jī)理（反應(yīng)機(jī)制，反應(yīng)歷程）（ReactionMachanism）什么是反應(yīng)機(jī)理：反應(yīng)機(jī)理是對(duì)反應(yīng)過程的詳細(xì)描述，應(yīng)解釋以下問題：反應(yīng)條件起什么作用？決速步驟是哪一步？副產(chǎn)物是如何生成的？反應(yīng)是如何開始的？產(chǎn)物生成的合理途徑？經(jīng)過了什么中間體？研究反應(yīng)機(jī)理的意義：了解影響反應(yīng)的各種因素，最大限度地提高反應(yīng)的產(chǎn)率。發(fā)現(xiàn)反應(yīng)的一些規(guī)律，指導(dǎo)研究的深入。甲烷的鹵代機(jī)理——自由基取代機(jī)理機(jī)理需要解釋的幾個(gè)主要問題：光或加熱的作用反應(yīng)的鏈現(xiàn)象（為何光照時(shí)，吸收一個(gè)光子可產(chǎn)生幾千個(gè)CH3X？）有O2時(shí)反應(yīng)的延遲現(xiàn)象反應(yīng)速率：氯代>溴代產(chǎn)物CH

4、3X和HX生成的合理途徑甲烷的氯代反應(yīng)過程分析接下頁氯自由基甲基自由基重復(fù)接上頁接上頁自由基完全消失，反應(yīng)終止甲烷的氯代反應(yīng)機(jī)理的表達(dá)自由基型鏈反應(yīng)（chainreaction）自由基中間體烷烴自由基取代機(jī)理的另一寫法（以甲烷氯代為例）請(qǐng)判別是否合理？甲烷的溴代反應(yīng)機(jī)理甲烷鹵代機(jī)理的循環(huán)表達(dá)式循環(huán)引發(fā)產(chǎn)物產(chǎn)物自由基中間體機(jī)理應(yīng)解釋的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象O2存在時(shí)有延遲現(xiàn)象反應(yīng)速率：氯代>溴代產(chǎn)物的生成光或加熱的作用鏈現(xiàn)象甲基自由基的結(jié)構(gòu)O2存在時(shí)反應(yīng)的延遲現(xiàn)象O2：自由基抑制劑機(jī)理的決速步驟（以氯代為例）DH(反應(yīng)熱)+7.5kJ/mol吸熱－112.9kJ/mol放熱決速步驟過渡態(tài)(Transition

5、State)理論在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物相互接近，總是先達(dá)到一勢能最高點(diǎn)（活化能，相應(yīng)結(jié)構(gòu)稱為過渡態(tài)），然后再轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物。例：機(jī)理步驟(2)過渡態(tài)勢能增加勢能降低過渡態(tài)：反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)物的中間狀態(tài)，（推測的）勢能最高處的原子排列，壽命=0，無法測得。中間體：反應(yīng)中生成的壽命較短的分子、離子或自由基，中間體一般很活潑，但可通過實(shí)驗(yàn)方法觀察到。對(duì)比勢能最高甲烷氯代的勢能變化圖過渡態(tài):勢能最高處的原子排列，Ea：活化能（activationenergy）；DH:反應(yīng)熱氯代和溴代反應(yīng)速率的差別——決速步驟速率的差別氯代溴代其它烷烴的鹵代反應(yīng)（一鹵代）反應(yīng)通式機(jī)理通式烷烴鹵代反應(yīng)的選擇性問題反應(yīng)對(duì)不同類型氫

6、的反應(yīng)選擇性如何?（不同類型氫的相對(duì)反應(yīng)活性如何？）不同鹵素的反應(yīng)選擇性有何差異?（不同鹵素的相對(duì)反應(yīng)活性如何?）3oH,2oH,1oH：哪種氫易被取代？Cl和Br：哪個(gè)鹵素的選擇性好？如:氯代反應(yīng)的選擇性只考慮氫原子的類型,忽略烷烴結(jié)構(gòu)的影響氯代選擇性（25oC）：3oH:2oH:1oH=5.0:3.7:1選擇性：2oH:1oH=3.7:1選擇性：3oH:1oH=5:1選擇性：2oH:1oH=82:1選擇性：3oH:1oH=1600:1溴代選擇性（127oC）：3oH:2oH:1oH=1600:82:1溴代反應(yīng)的選擇性問題：如何解釋上述反應(yīng)的選擇性？總結(jié)：烷烴鹵代反應(yīng)的選擇性不同鹵素的反應(yīng)選

7、擇性:溴代>氯代合成上的應(yīng)用價(jià)值：溴代>氯代（反應(yīng)的選擇性好，可得到較高純度的產(chǎn)物）3oH>2oH>1oH>CH4(溫度升高，選擇性變差)鹵代反應(yīng)中不同類型氫的反應(yīng)活性自由基的穩(wěn)定性與不同類型H的反應(yīng)活性考慮反應(yīng)的決速步驟自由基生成的相對(duì)速度決定反應(yīng)的選擇性自由基穩(wěn)定性：自由基的相對(duì)穩(wěn)定性決定反應(yīng)的選擇性R-H的鍵離解能（DH）2o自由基較易生成3o自由基較易生成自由基的相對(duì)穩(wěn)定性：3o>2o>1