文档介绍：第二节烷烃
一、烷烃的结构和性质
(一)结构特点
C
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
乙烷(C2H6)
丙烷(C3H8)
丁烷(C4H10)
结构简式:CH3CH3 ;CH3—CH3
结构简式:CH3CH2CH3
结构简式:CH3CH2CH2CH3
或CH3(CH2)2CH3
烃分子中,碳原子之间都以碳碳单键结合,碳原子的剩余
价键全部跟氢原子相结合,即碳原子所有价键均达到“饱和”。
所以这种烃称“饱和烃”,又叫烷烃。
注意:通常所指烷烃是链烷烃。
分子结构中,碳、碳原子间形成环状结构的烷烃称环烷烃。
若碳原子间以链状结合称链烷烃。
结构特点:
1、碳原子间都以碳碳单键结合,碳原子的剩余价键全部跟氢原子相结合,氢原子数达到最大值。
2、每个碳原子与四个原子相连,构成空间四面体。
3、除乙烷外,别的烷烃的碳链均非直线型,为锯齿形。
所有的原子不在同一平面上。
4、单键可旋转
1、H2n+2(n≥1)
2、同系物:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2
原子团的同一系列物质互称同系物。
(二)同系物
注意:
同:通式同,组成元素同
异:组成上相差n个CH2原子团,(分子式不同)
式量相差:14n
电子数相差:8n
(三)烷烃的性质
1、物理性质:
溶解性:均难溶于水,易溶于有机溶剂。
状态:常温常压下,1—4碳烷为气态,5—16碳烷为液态,
17碳以上烷为固态。
密度:随碳原子数增加,密度略有增大,液态时密度均小于
1g/cm3(均比水轻)。
沸点:通常,随碳原子数增加,烷烃沸点升高。
2、化学性质:
烷烃化学性质与甲烷相似。
(1)通常情况下较稳定,不与酸、碱、氧化剂等反应。例如:
既不使KMnO4(H+)溶液褪色,也不与溴反应而使溴水褪色。
(2)都易燃烧
点燃
(3) 光照下都能与氯气发生取代反应
(4) 高温下发生裂解反应
总结:同系物组成元素相同,结构相似,化学性质相似,
物理性质随碳原子数的递增而规律变化。
思考1:以下烷烃有几种一氯代物?
CH3CH3 CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH3
CH3CHCH3
CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CH2CHCH3
CH3
H3
CH3
CH3
2、乙烷的一氯代物有几种?二氯代物呢?三氯代物呢?
四氯代物呢?五氯代物呢?五氯代物呢?
1、在常温常压下,取下列4种气态烃各1mol,
分别在足量的氧气中燃烧,其中消耗氧气最多的是( )
A、CH4 B、C2H6 C、C3H8 D、C4H10
D
引申:若为等质量呢?
2、将40mL某气态烷烃与200mL氧气(过量)在常温常压下
混合点燃,再恢复到常温常压时剩气体140mL。求此烃的分子式。
(L)
点燃
V
1
n
40
200
100
解得:n=2
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
C
H
H
H
C
H
H
正丁烷
异丁烷
CH3CHCH3
CH3
结构简式:
CH3CH2CH2CH3
或CH3(CH2)2CH3
或CH3CH(CH3)2
思考:请写出C4H10可能有的结构。
二、同分异构现象和同分异构体
(一)概念
同分异构现象:化合物具有相同的分子式,但具有不同的
结构式的现象。
同分异构体:具有同分异构现象的化合物互称同分异构体。
CH4 C2H6 C3H8:
C5H12:
无同分异构体
C4H10 :
2种(正丁烷、异丁烷)
CH3CH2CH2CH2CH3
或CH3(CH2)3CH3
CH3CH2CHCH3
CH3
或CH3CH2CH(CH3)2
H3
CH3
CH3
或C(CH3)4
正戊烷
异戊烷
新戊烷
℃
℃
℃
结论:在同碳原子数的烷烃中,支链越多沸点越低。
CH3CH2CH2CH2CH3
或CH3(CH2)3CH3
CH3CH2CHCH3
CH3
或CH3CH2CH(CH3)2
H3
CH3
CH3
或C(CH3)4
正戊烷
异戊烷
新戊烷
沸点: