导图社区 烷烃学习笔记
大学有机化学烷烃学习笔记,知识内容有烷烃的命名、结构和构象、化学性质、物理性质、主要来源、通式和构造异构。
大学物理热力学基础,详解思维导图。热力学是理工科,比如物理、化学、工程等学科的重要基础课程之一。内容详尽,大家可以根据自己的理解在此基础上自行增减,希望可以给备考的朋友们带来便捷,谢谢!
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烷烃
通式和构造异构
通式CnH2n+2
同系物:通式相同,组成相差m个“CH2”的一系列的各个化合物
构造异构体:从直链上往下放C
碳原子数越多,构造异构体数目越多
命名
基本概念
伯(3个H)(1°)仲叔季碳原子,伯仲叔季氢原子
正异新
次序规则
原子质量大的“较优”I>Br>Cl>S>O>N>C>D>H
两个多原子基团的第一个原子相同,按该原子连接的原子的原子序数排列——C(CH3)3>——CH(CH3)2>——CH2CH3>——CH3>——CH2Cl——>CH2OH>——CH2NH2
当基团含有双键和三键时,可认为双键和三键原子连接着两个或三个相同的原子
烷基
异丙基
仲丁基
异丁基
叔丁基
新戊基
亚烷基
1,2-亚乙基
亚异丙基
1,6亚己基(六亚甲基)
命名法
普通(习惯 )命名法
甲乙丙丁戊己庚辛壬癸、十一、十二......
衍生物命名法
甲烷为母体
连接烷基最多的碳原子作为母体
次序规则:甲基<乙基<正丙基<正丁基<异丁基<异丙基<仲丁基<叔丁基
二甲基乙基异丙基甲烷
系统命名法
选主链:支链最多的最长碳链
编号:从最近取代基一端开始,按最低原则编号
结构和构象
基本
sp3杂化
δ键
成键原子可沿键轴自由旋转
键能较大,可极化性较小
结构(甲烷)
四个C——Hδ键
碳原子键角109.5°
构象
由于围绕δ键旋转而产生的
扭转张力:由于δ电子间的排斥力而产生的张力
乙烷的两种极限构象
交叉式构象最稳定,重叠式构象最不稳定
重叠式构象
透视式
纽曼投影式
交叉式构象
正丁烷的构象
稳定次序:对位交叉式>邻位交叉式>部分重叠式>全重叠式
对位交叉式
部分重叠式
邻位交叉式
全重叠式
物理性质
沸点
分子间作用力
碳原子越多,沸点越高
支链越多,沸点越低
支链相同,分子对称性越高,沸点越高
直链烷烃
1-4,气体
5-17,液体
>=18,固体
熔点
碳原子越多,熔点越高
一般偶数碳原子烷烃熔点比奇数碳原子烷烃熔点升高的多
相对密度
<1
碳原子越多,相对密度越大
最后接近于0.8左右
溶解度
不溶于水,易溶于有机溶剂
结构相似,作用力相近,彼此互溶的规律称为相似相溶
烷烃的主要来源
石油
各种烃类(烷烃、环烷烃、芳香烃)的复杂混合物
天然气
低级烷烃(75%甲烷、15%乙烷、5%丙烷、5%其他较高级的烷烃)的混合物
化学性质
取代反应
卤代
条件:漫射光或热
甲烷
反应顺序:F2>Cl2>Br2>I2
氯代反应
氯气过量主要得四氯化碳,甲烷过量主要的一氯甲烷
溴代反应
链增长第一步比氯化反应活化能较高,吸热多,反应困难
反应机理(链反应)
链引发
链增长
链终止
反应中的能量变化
链增长第一步
链增长第二步
反应取向与自由基的稳定性
反应
丙烷的氯化反应
异丁烷一元氯化反应
氢原子被卤化的难易次序(由易到难):叔氢>仲氢>伯氢
烷基自由基的稳定性次序
反应活性与选择性
反应活性越大,选择性越差
卤原子的选择性:Br>Cl>F
氧化
烷烃适当条件下可以氧化为醇、醛、酮、羧酸等含氧化合物
异构化
直链或支链少的烷烃可以异构化为支链多的烷烃
裂化
特点
无氧条件热分解反应
碳原子数目越多,产物越复杂
种类
热裂化
5Mpa,500-700°C
催化裂化(优)
常压,450-500°C,常以硅酸铝为催化剂
裂解
为获得低级烯烃化工原料
>700°C