文档介绍：有机化学王晓兰版
1 烷烃的同系列
系列差：CH2称为同系列的系列差，也称系差。
烷烃的通式CnH2n+2
同系物：同系列中的各个化合物互称同系物。
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12
分子的构型和它的化学反应性能有密切的关系，因此，学****有机化学时应注意化合物的立体概念。
2-3 烷烃的构型
1 甲烷的构型
碳原子的电子构型是1s22s22p2；
2s
2p
2s
2p
sp3
在有机化合物中碳是四价的，都是sp3杂化。
每一个sp3轨道都含有1/4的s成份和3/4的p成份。
碳原子的四个sp3杂化轨道的空间取向是指向正四面体的四个顶点，每个轨道对称轴之间的夹角为109º28′。
sp3
四个sp3杂化轨道
4个C—H键全部为sp3—1sσ键
甲烷分子的形成
楔形***式
分子模型
109º28′
Kekulè 模型
Stuart 模型
轨道杂化的结果：
①轨道杂化比s轨道或p轨道有更强的方向性，更有利于成键；
②4个sp3轨道与完全等价的；
③正四面体的排列方式，使4个键尽可能远离，成键电子对的互斥最小，分子最稳定。
2 其他烷烃的构型
在气态和液态时，由于σ键自由旋转而形成多种曲折形式；在结晶状态时，烷烃的碳链排列整齐，且呈锯齿状。
碳原子都是sp3杂化，碳氢键和碳碳键都是σ键。
C—C：sp3—sp3 σ键，C—H：sp3—1sσ键。
构象是具有一定构造的分子，因单键旋转改变其原子或原子团在空间的相对位置而呈现的不同立体形象。
1 乙烷的构象
2-4 烷烃的构象
锯架***式
纽曼投影式
交叉式(ap)
重叠式(sp)
乙烷的构象的稳定性：交叉式 > 重叠式
楔形***式
乙烷构象势能关系图
0º
60º
180º
120º
240º
300º
360º
E
重叠式
交叉式
·mol-1
2 丁烷的构象
全重叠式(sp)
对位交叉式(ap)
邻位交叉式(sc)
部分重叠式(ac)
(ac)
(sc)
稳定性次序：ap > sc > ac > sp。
0º
60º
180º
120º
240º
300º
360º
E
ap
ac
sc
sp
ac
sc
ap
·mol-1
~·mol-1
~·mol-1
分子总是倾向于以稳定的构象形式存在。
15％
70％
15％
① 物质状态
烷烃在室温常压下：1C~4C (g)，5C~16C (l)，17C~(s)。
② 沸点bp.
烷烃的沸点随分子量的增加而逐渐升高；
CH3(CH2)3CH3
bp./ ℃
CH3(CH2)4CH3
CH3(CH2)5CH3
2-5 烷烃的物理性质
相同分子量的烷烃，支链越多，沸点越低。
bp./ ℃
液体的沸点取决于分子间引力的大小，分子间引力越大，沸点就越高。
分子间作用力主要有偶极力、色散力和氢键。
③ 熔点mp.
直链烷烃的熔点随分子量的增加而升高，其中含偶数个碳原子的升高得多些。
原因：在晶体中，分子之间的作用力不仅取决于分子的大小，而且和分子的对称性有关。
mp./ ℃
-
-
-
分子量相同的烷烃异构体中，对称性大的熔点高些。
烷烃不溶解于水，易溶解于有机溶剂。
④ 相对密度d
相对密度，是有机物的质量与同体积水的质量比，是无单位的量。
⑤ 溶解度
直链烷烃的相对密度随着分子量的增加而增大，(20℃)。
1 烷烃的稳定性
在常温下，强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等都不能和烷烃起反应，或反应速度很慢。
原因：
①烷烃是饱和烃，C—C键和C—H键都是比较牢固的共价键(σ键)，键能较大；
②分子无极性(μ＝0)，碳和氢的电负性差别小(C：，H：)，分子中的共价键不易极化；
③分子中无官能团。
2-6 烷烃的化学性质
2 卤代反应
(1) 甲烷的***代
甲烷的***代反应很难停留在一***甲烷阶段。
***甲烷
二***甲烷
三***甲烷
四***化碳
(2) 其他烷烃的***代
H的卤代活性：3°H > 2°H > 1°H。
43%
57%
64%
36%