文档介绍：第二章脂肪烃
教学目的和要求:掌握烷烃、烯烃、炔烃和二烯烃的系统命名法;熟悉构造异构、同分异构理论及其命名方法;掌握烷烃、烯烃、炔烃和二烯烃的主要物理性质和化学性质,了解其重要用途和制备方法。
教学重点和难点:系统命名法; sp3杂化,σ键的特点; sp2杂化,π键的特点;SP杂化,C≡C三键的特点;取代反应,加成反应。
教学内容:
烷烃的同系列和同分异构体;烷烃的结构和命名;烷烃的构象;烷烃的物理性质和化学。
烯烃的结构、异构和命名;烯烃的物理性质和化学性质;二烯烃的分类和共轭效应及其化学性质。
炔烃的结构、异构和命名;炔烃的物理性质和化学性质。
第一节烷烃
核外电子排布规律、分子轨道理论
系统命名法
烷烃的结构和构象
烷烃的物理、化学性质
烷烃的来源与用途
核外电子的排布规律
核外电子的排布规律之一
各电子层最多容纳的电子数目是2n2 。
最外层电子数目不超过8个(K层为最外层时不超过2个)。
次外层电子数目不超过18个,倒数第三层电子数目不超过32个。
核外电子总是尽先排布在能量最低的电子层里,然后再由里往外依次排布在能量逐步升高的电子层里。
以上几点是互相联系的,不能孤立地理解。
核外电子的排布规律之二
在同一个原子中,离核越近、n越小的电子层能量越低。在同一电子层中,各亚层的能量按s、p、d、f的次序增高的。因此,E1s<E2s<E3s……;E4s<E4p<E4d……。
在多电子的原子里的各个电子之间存在相互作用,研究某个外层电子的运动状态时,必须同时考虑到核及其它电子对它的作用。由于其它电子的存在,往往减弱了原子核对外层电子的作用力,从而使多电子原子的电子能级产生交错现象。
多电子原子电子所处的能量示意图
Q
P
O
N
M
L
K
从图中可以看到,从第三电子层起就出现能级交错现象。例如,3d的能量似乎应该低于4s,而实际上E3d>E4s。按能量最低原理,电子在进入核外电子层时,不是排完3p就排3d,而是先排4s。排完4s才排3d。由于能级交错,在次外层未达最大容量之前,已出现了最外层,而且最外层未达最大容量时,又进行次外层电子的填充。所以原子最外层和次外层电子数一般达不到最大容量。
泡利不相容原理
泡利不相容原理是奥地利物理学家泡利提出来的。他指出,在同一个原子中,不可能有运动状态完全相同的两个电子存在。或者说,运动状态完全相同的电子在同一原子里是不能并存的、是互不相容的。如果同一原子中的电子前三种运动状态完全一样,那么处于同一轨道上的电子其第四种运动状态——自旋方向必然不同。由此,可以推论:同一原子中每一个轨道上只能容纳两个自旋方向相反的电子。
根据泡利不相容原理可推算出各个电子层可能容纳的电子数为2n2个。