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链烃
烷烃，烯烃，炔烃以及二烯烃属于链烃，导图内容细致全面而且带有分子式，并且每一分子都做有详细的阐述，相信您点进来后是不会后悔的肯定会有所收获的
编辑于2022-06-17 14:34:36- 理综
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链烃
烷烃
命名
习惯命名法
碳原子数目+烷
碳原子数为1-10用天干(甲、乙、…壬、癸)表示
英文表示
英文命名用-ane表示烷烃
异构词头用词头：“正”、“异”和“新”等区分
相应的英文词头：n-(normal)、iso和neo
碳原子和氢原子类型
看其与几个C相连
1°H伯氢、2°H仲氢、3°H叔氢
碳原子种类扩展
自由基
碳正离子/碳负离子
系统命名法
直链烷烃
与普通命名法相似，省略“正”字
支链烷烃
烷基位置-烷基名称母体名称
常见的烷基
命名规则
①选主链：选最长碳链为主链。
②编号：从距离取代基最近的一端开始编号，用阿拉伯数字表示位次，并满足最低系列原则。
最长链为主链，取代基编号最小
取代基最多的链为主链，按照取代基英文首字母的顺序依次排列
英文字母排列在前的取代基的位次最低（小）
左右对称的甲乙基，先叫乙基后叫甲基
多个支链时，主链编号应采取“最低系列”（依次最低）原则，相同取代基合并，用汉字表示数量
取代基数量的英文不计入英文字母顺序
取代基
编号数最小
取代基最多
最低系列
英文字母顺序
最近优先
含支链的取代基命名
与主链相连的碳原子为1号C
支链可用普通命名法/系统命名法
取代基的支链中的取代基的个数应参与顺序比较
结构
构型
CH4正四面体构型：4个σsp3-s键
C2H6：σsp3-sp3、σsp3-s
构象
由于σ键的旋转而导致分子中的原子或基团在空间不同的排列方式。
描述立体结构的方式
伞形式
锯架式
Newman投影式
构象异构体
有无数种
乙烷
交叉式构象
原子间距离最远，内能较低
最稳定，一般含99.5%
扭曲式构象
无数个
重叠式构象
键电子云排斥，内能较高
最不稳定，一般含0.5%
室温下不能将乙烷的两种构象分离，因单键旋转能垒很低。
丁烷
两种旋转方式
相当于乙烷中不同C两个氢被甲基取代
相当于乙烷中的一个氢被乙基取代
最稳定的是对位交叉式
全重叠式不存在
高级烷烃
锯齿状排列为最稳定的构象
实际上为对位交叉
特殊情况：考虑原子基团间的作用力，如羟基与氯之间存在氢键
物理性质
物理状态
C1~C4的烷烃为气态
C5~C16的烷烃为液态
C17以上的烷烃为固态
沸点
随着碳原子数的递增，沸点依次升高。
原子数相同时，支链越多，沸点越低。
解释：支链越多，重心不集中，分子间作用力弱
熔点
随着碳原子数的增多，含偶数碳原子的正烷烃比含奇数碳原子的正烷烃的熔点升高幅度大，并形成一条锯齿形的熔点曲线。
分子对称性越好，熔点越高
密度与溶解性
a. 直链烷烃，随着碳原子数目增加，相对密度也增加；烷烃的相对密度都小于1。
b. 烷烃不溶于水，易溶解于有机溶剂；烷烃本身也是一种很好的溶剂，石油醚是常用的实验室溶剂。
c. 石油醚主要为戊烷和己烷的混合物，为无色透明液体，有煤油气味。
化学性质
结构
sp3杂化，饱和不可加成
C-H为低极性共价键
取代反应
术语
反应机理
反应如何开始
反应条件起什么作用
产物生成的合理途径
决速步骤是哪一步
经过了什么中间体
副产物是如何生成的
活化能
发生反应所需要的最低能量（反应物能量与过渡态能量之差）
过渡态
由反应物到产物之间的新键未完全形成，旧键未完全断裂的能量最高的中间状态。
中间体
自由基（自由基取代反应）
卤代反应
反应速率
氟（过剧烈）>氯（常温）>溴（加热）>碘（不反应）
反应活性与选择性
活性
氯代>溴代
叔氢>仲氢>伯氢
选择性
溴代>氯代
溴代伯氢与仲氢反应活化能差大，反应慢，易控制，选择性更大，产物更纯，应用价值高
氯代伯氢与仲氢反应活化能差小，选择性小
甲烷卤代原理——自由基取代原理
链引发
只产生自由基不消耗自由基
链增长
决速步骤（夺氢反应），氯自由基和氢自由基结合，无法和甲烷直接结合
特点 消耗一个自由基的同时产生另一个自由基。
链终止
只消耗自由基而不产生自由基
注：只有在大量甲烷存在时才能得到一氯甲烷为主的产物（氯自由基进攻甲烷→甲基自由基进攻氯气）。当CH3Cl达到一定浓度时，可生成CH2Cl2,进而有CHCl3、CCl4生成。
卤代反应的取向与自由基中间体的稳定性
氢原子的活泼顺序·
与C-H键解离能有关，解离能越小，越容易被取代
数据表明：叔氢>仲氢>伯氢
虽然叔氢更活泼，但往往其数量较少，可能会产生产量反而少
自由基的稳定顺序
生成的自由基中间体越稳定，则相应的过渡态能量越低，反应所需的活化能越小，反应越容易进行。
形成自由基所需能量
CH3·>1°>2°>3°自由基
3°>2°>1°>CH3·
做题时写出反应活性主产物
氧化反应
在空气或氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水，并放出大量热
汽油、柴油作为内燃机燃料的主要原因
裂化反应
在隔绝空气的高温下烷烃分子发生裂解生成低级烃称之为裂化。
主要用于生成分子量较小的烃类，如乙烯、丙烯、丁二烯和芳烃等基本有机化工产品。
烯烃
结构
C-sp3杂化，平面结构；双键中含有σ键和Π键
Π键的形成在已经形成了一个σ的基础上，双键不能自由旋转
π键键能小，不如σ键牢固，易断裂。
p轨道在垂面上，哑铃形，电子离原子核较远，电子易被缺电子物质拿走。烯烃Π不稳定，C-C断裂各自形成稳定的σ键，更容易给电子，容易被缺电子物质进攻，容易发生亲电加成反应。
烯烃为什么更易发生亲电加成反应？
烯烃中有Π键在p轨道上，存在于碳原子核上下两侧，离原子核较远，受原子核束缚较小，更容易与亲电试剂发生反应，导致Π键断裂，生成两个更稳定的σ键。
异构
构造异构
碳链异构
官能团位置异构【双键位置不同引起】
构型异构
顺反异构
分子中有限制碳碳σ键旋转的因素【碳碳双键或碳环】
每个双键碳原子必须连接两个不同的原子或原子团
条件
也有顺反异构
异构
构型异构
原子在大分子不同空间排列所产生的异构
必须断裂分子中的两个键，对换两个基团间的空间位置实现转换
顺反异构
对应异构（旋光异构）
立体异构体
构象异构
只要通过键的扭转，就可实现转换
烷烃有构象异构，交叉式构象最稳定
构造异构
由于化合物不同的原子连接顺序产生的同分异构
碳链异构
位置异构
官能团位置异构
取代基异构
取代基取代不对称环上不同类型的氢而引起
1-甲萘和2-甲萘
官能团异构
异构体的分子式相同而分子中的官能团不同
乙醇和甲醚
命名
烯基的命名
去掉不饱和碳上氢，称为某烯基
2指的是仲自由基，只看该整体上连了几个碳
去掉饱和碳上的氢，称为烯某基
乙烯基用vinyl，烯丙基用allyl排序
常见烯基
从游离价所在的碳开始编号
少两个H为亚基
系统命名法
①含有双键的最长碳链为母体；存在两条等长时，优先选择双键数目多的为母体，其次考虑取代基数目最多的；
②从距双键最近开始（使双键位号较小，不管取代基位号）；若双键居于中央，从靠近取代基一端开始
③同时含有双键和三键，先叫烯后叫炔，编号使双键和三键的位次和最小
如果二者出现位号相同，先烯后炔
如果不同，编号使二者位次和最小
④若双键和三键处于相同位次供选择时，优先给双键以最低编号
选最长，先烯后炔
即使先炔时，乙烯基位次较小，但仍优先考虑“先烯后炔”而非“取代基位次最小原则”
总结
双键数目优先于取代基数目
双键位号优先于取代基位号
双键优先于三键
顺反异构体的命名
顺/反命名法
i. 顺式为cis-，反式为trans-，置于化合物名称之前，不能用汉字；
ii. 在含有多个双键的化合物中，主链的编号有选择时，则应从顺型双键的一端开始。
总结
顺优于反，不用汉字
Z/E命名法
次序规则
比较每一个双键碳直接相连的原子（基团）的优先顺序。
优先基团在同侧--Zusammen,Z
优先基团在异侧--Entgegen,E
取代基优先次序原则
将原子或基团按原子序数由大到小排列的顺序
①首先比较与主链碳相连原子的原子序数，原子序数大的为优先基团，排在前面。对同位素，质量重者优于质量轻的。
如：I>Br>CI>S>P>F>O>N>C>D>H
②若几个取代基中与主链相连的原子相同时，则比较与该原子相连的后面的原子，依次外推，直到比较出为止。
③若取代基中的一个原子以双键或三键与其他原子相连时，则把它看作与该原子二次或三次相连。
HHO<OOH
只要一个优，则整个优
HHO＞CCC
因为本质上不存在顺序，且一个（）里用最大的比即可
Z/E与cis-/trans-同时并用，无相关性
化学性质
加成反应
加氢反应
催化加氢
在适当催化剂作用下，烯烃加氢生成烷烃
包括顺式加成和反式加成，但不要求写出产物类型结构，只要写出（键的类型改变）饱和键即可
烯烃的稳定性【判断/选择】
氢化热：1mol不饱和烃氢化时所放出的能量
稳定性与双键位置，与双键两边基团在空间中的分布有关（可理解为乙烯的取代基）
取代基数目（几元）越多越稳定；反式比顺式稳定（基团距离较远，斥力较小）
氢化热越高，不饱和烃稳定性越差（放出能量高，说明其本身能量较高）
亲电加成反应
反应机理【区别在于E+的轨道大小！】
环正离子中间体（反式加成）
E+的空轨道接近Π键（说成E+进攻Π键，描述成Π键到E+的空轨道去），当E接近某一个碳形成部分重叠，E的轨道分布较大，区域较大，接近的过程中和另一个碳也发生交叠，到某一个距离会形成一个中间体；
由于E缺电子，所以意味着Π键三个原子共享，则正电荷三个原子共享，但环碳不稳定，Y-会很快和其中一个碳的轨道去靠近，将原本交叠的地方推开，E和另一个碳的轨道正式形成了，产生稳定的σ键，环碳决定了产物的立体结构【EY在原有双键的两侧产生】
碳正离子中间体（顺式加成/反式加成）
E+和Π键反应，由于E轨道小，只有和一个碳靠得非常近，和另一个靠的就比较远，形成一个C-Eσ键后产生一个碳正；
碳正与体系中的Y-结合，此时C变成了sp3杂化，碳正离子缺电子（空轨道）在p轨道上，Y与P轨道发生交叠，Y-可从上下两侧头碰头最大重叠生成稳定的σ键
与卤素加成
环卤鎓离子稳定性：Br>CI(Br的电负性较小，体积较大，易成环)，
故烯烃加X2立体选择性：Br2>Cl2。
条件不同！！
溴加成机理
第一步为控速步骤，生成环正离子中间体（反式加成）
溴原子轨道大，溴比氯更好加上去【烷烃与溴反应选择性更大】
实验发现
①不同的取代乙烯与溴加成的相对反应速率
双键上电子云密度减小，亲电加成反应速率减小 -Br是吸电子基！
烷基取代增多，双键上电子云密度增大，亲电加成反应速率增大 -CH3是给电子基！
②当体系中存在氯化钠时，则反应产物为混合物
与卤化氢加成
反应速率
HI>HBr>HCI
双键上电子云密度越高，反应速率越快。
反应机理
马氏规则
亲电加成取向：氢多加氢
碳正离子的稳定性决定了亲电加成反应的主产物
本质：朝向能生成更稳定碳正离子的方向进行
碳正离子稳定性比较【看电子云密度】
3，3，3-三氟丙烯与氯化氢反应的解释
仲碳旁连着三氟甲基→强吸电子基团，此时伯碳更稳定
当双键上连有吸电子基团时，亲电试剂中负电荷的一端加在距离吸电子基团较远的双键C上
重排反应
重排反应是指由于原子或基团的迁移而生成更稳定的“物种”的反应，迁移的原子或基团常为-H或-CH3
负氢转移
甲基转移
先氢多加氢再重排，转移的目标位置均为未加氢双键碳上
总结：当不对称烯烃与不对称试剂发生加成时，试剂中带正电性部分主要加到能形成较稳定的碳正离子的那个双键碳原子上。
电子效应
分子中电子云密度分布对化合物性质所产生的影响。
诱导效应（I）
在多原子分子中，由于原子或原子团的电负性不同，使分子中电子云沿着键链向某一方向移动的效应。
诱导效应一般传递到第二个碳后就比较弱
方向（以C-H为标准）
电负性大于H的集团引起吸电子效应【-I效应】
电负性小于H的集团引起斥电子效应【+I效应】
强弱
例题
2>1>3
加成反应，本质比的是Π电子云密度
密度越高，越容易和H+反应；反之，不容易
Π键旁边的基团对其有影响；由于烷基斥电子，给出电子多，电子云密度高
共轭效应（C）
在能形成共轭π键的体系中（即共轭体系中），由于相邻轨道的重叠而产生的电子间的相互流动，致使体系能量降低，键长趋于平均化，分子趋于稳定的电子效应。
共轭体系
三个或三个以上互相平行的轨道形成的大Π键。
电子离域
共轭体系中，成键电子运动范围扩大的现象。
共轭体系的类型
Π-Π共轭
单双键交替
表示及特点
①用弯箭头表示由共轭效应引起的电子流动方向；
完整箭头为电子到哪去；单箭头指单电子到哪去
②共轭碳链可产生极性（正负电荷）交替现象；
③共轭效应不随共轭链增长而减弱。
只看共轭的那一部分，与其他无关
形成π-π共轭体系的重键不限于双键，叁键亦可；组成共轭体系的原子亦不限于碳原子，氧、氮原子均可。
分类
吸电子共轭效应（-C）
凡共轭体系上的取代基能降低体系的电子云密度，称吸电子共轭效应。
如：-NO2,-COOH,-CHO等
给电子共轭效应（+C）
凡共轭体系上的取代基能增加体系的电子云密度，称给电子共轭效应。
如：-NH2,-OH，卤素等【N、O上孤对电子】
p-Π共轭
Π键与邻近p轨道的重叠
烯丙基自由基——三个相互平行的p轨道，电子发生离域，说明自由基都不稳定。电子跑动某一瞬间会满足八电子稳定原则
烯丙基碳正离子（p轨道为空） 跑动某一瞬间使（-CH2）缺电子程度降低 碳正离子稳定性降低
烯丙基 碳原子周边出现电子的概率增大 比普通的C-Cl更稳定
σ-Π超共轭
π键与相邻C-H σ键的重叠
较弱的给电子效应
σ-p超共轭
p轨道与相邻C-Hσ键的重叠
缺电子程度弱化，叔碳>伯碳>仲碳
诱导效应与共轭效应比较
i.共轭效应不减弱，可随单键与双键传递下去。
ii. 当共轭效应和诱导效应共存时，其电子效应为两者之和。一般地，共轭效应>诱导效应>超共轭效应，但卤素例外，其诱导效应强于共轭效应。
当共轭效应和诱导效应方向一致时，总的电子效应得到加强。
当共轭效应和诱导效应方向不一致时，总的电子效应方向由效应强者决定。
共轭大于诱导
诱导大于共轭
应用
与硫酸加成
烯烃与H2SO4的反应遵循马氏规则。该反应产物硫酸氢酯在有水存在时，加热，水解得醇。该反应又称为烯烃间接水合法。
很难生成伯碳正，难生成羟基连在1号碳上
与水加成
直接水合法，反应符合马氏规则。
与次卤酸加成
I+进攻2号位产生叔碳+，与Cl-结合
自由基加成反应
过氧化物O-O易断裂，不能发生亲电加成，实际上并非反马氏
HCl和HI无过氧化效应
HCl键能大，不易断开生成氯自由基；
HI键能小，容易断开生成碘自由基，但碘自由基的活性太差
反应机理
氧化反应
冷烯变醇
C-C插O，C-H插O
C-C插O
成环氧
例题
主官能团化性
容易被缺电子试剂极化给出电子，被亲电试剂影响
烯烃α-氢原子的反应
和主官能团相连的C的化性
sp2距离原子核位置短，吸力更大，电负性大于sp3
和官能团连接的碳为α碳（sp3杂化），与sp2对电子控制力不同，sp3C存在孤对电子，会被拉向sp2，sp3相对于缺电子，特殊情况下可以丢掉α氢（有可能性）
聚合反应
含有双键或叁键的化合物以及含有双官能团或多官能团的化合物在合适的条件下(催化剂、引发剂、温度等)发生加成或缩合等反应，使两个分子、叁个分子或多个分子结合成一个分子的反应称为聚合反应。前者叫单体，后者叫聚合物。
OH（维纶）
CN（腈纶）
Cl（氯纶）
H
(高压聚乙烯：食品袋薄膜，奶瓶等软制品)
(低压聚乙烯：工程塑料部件，水桶等)
炔烃
结构
a. 和烯烃的不同：Π键集中分布在C-C键的周围，更紧凑，和旁边的电子云界限较清晰。炔烃中s成分较多，对核外电子束缚较大，更加紧密。
b. 发生同一类亲电加成【亲电试剂进攻Π电子云导致Π键断裂】，烯烃对Π电子云束缚小，更容易给出去，更容易被进攻；炔烃中束缚大，虽然Π电子云范围大，但不容易给出去；则烯烃的反应活性更高。
c. sp杂化的碳极性更高，电子更偏向于碳，偏离于氢→炔烃中碳氢键更易断裂，表现为弱酸性，给出的为H＋，留下C-，而C一般为正，所以H很难被取代→与卤化氢加成，很难使末端炔烃的碳氢键断裂
结构特点
①一C≡C一中碳原子为sp杂化；
②一C≡C一中有一个σ键、2个相互垂直的π键【针对三键】，对于【一个碳】来说是由2个σ键、2个相互垂直的π键；
③sp杂化轨道中的s成份多（s电子的特点就是离核近，即S电子云更靠近原子核）。
命名
炔基
炔烃分子从形式上去掉一个氢原子后，剩下的基团分别称为炔基
炔烃的命名
衍生物命名法
适用范围小
系统命名法
①要选择含有C≡C的最长碳链为主链；
②编号从最距离三键最近的一端开始，并用阿位伯数字表示三键的位置。
先叫烯后叫炔【对称位置】
含有双键的最长碳链即可，只要出现双/三中的一个（一个不饱和键）+最长碳链=含双/三键的最长碳链+炔/烯做取代基
含环的相关命名
化学性质
加氢反应
Ni、Pd、Pt催化氢化完全加成
林达尔处理降低催化能力，进行顺式加成
钠和液氨使其氢化为反式烯烃
硼氢化顺式
四氢铝锂反式
仅了解
亲电加成反应
与卤素加成
加氯需要催化剂，加溴不需要
遵守马氏规则：亲电反应活性<烯烃，往往需要催化剂
含有三键和双键的烃，由于炔中Π电子控制较牢，1mol溴只加在双键上
与HX加成
不对称的炔烃与不对称的试剂加成，符合马氏规则
两个卤素连在同一个碳上称为偕二卤代烃
为什么也符合马氏规则？
第一步 左边更加稳定：H和R基对C+的影响，左边C+旁边有R基，稳定性更高
→第二步 此种更稳定：存在诱导效应、类似于超共轭效应（卤素的孤电子，给C+，弥补缺电子程度，而形成一个X+） 整体：诱导大于超共轭，除了吸电子效应还有给电子共轭效应
→第二步 只存在诱导效应：卤素对C再对C+，但卤素的孤对电子对C+没有作用（中间隔了sp3杂化的C）
与水加成
乙烯和水加成较弱，水难给出质子，一般需加酸；而炔烃反应更难，硫酸汞起催化剂作用——二者类似但有所不同
烯醇：sp2杂化C1上连有羟基，羟基上的氢活泼性很高，很容易给出质子，连在双键另一侧的C2上，该C2可以拿走Π电子(给氢)，接受氢电子，形成C-H，而C1就变成了缺电子，由于O-H键断裂，会把电子给C1形成C=O。乙烯醇发生异变异构形成乙醛。乙醛的稳定性远远高于乙烯醇的稳定性。
甲基酮式结构
总结
○ 符合马氏规则；
○ 乙炔→乙醛；
○ 末端炔烃→甲基酮;
○ 非末端炔烃
→对称结构，一种酮；
→非对称结构，两种酮的混合物。
氧化反应
未加锌粉，彻底氧化（锌粉具有还原性）
炔烃的活泼氢反应
炔烃给质子能力很弱，Na是强碱，可以反应
由于强碱制弱碱，炔钠碱性大于氢氧化钠
指的是相对酸性，酸性越强，共轭键碱性越弱
末端炔烃不可和氢氧化钠反应，生成的是炔钠弱酸不能制强酸；但氨基钠可以与炔反应生成氨则可
判断化合物的酸性
①与氢相连原子与氢之间形成的键是否容易断裂
②断裂后生成的共轭碱的稳定性，稳定性越高，相应酸的酸性越强
例题
末端炔烃（+Na/氨基钠）→炔钠（+R-X）→可增长碳链
应用
沉淀有颜色，可确定是否为末端炔烃，也可纯化↓
第一个作为C-的反应：炔碳负【不太容易出现C、O、F、Cl、Br、I，一般生成碳正】作为亲核试剂，发生亲核取代反应
二烯烃
结构
丙二烯的结构
形成的是相互垂直的Π键，如右图，不稳定
1，3-丁二烯的结构
Π44
有夹角关系
共轭二烯烃的化学性质
亲电加成反应
在室温下，1,4-加成为主要产物。主要是看稳定性
高温有利于1,4-加成（热力学控制），低温有利于1,2-加成（动力学控制）；
极性溶剂有利于1,4-加成，非极性溶剂有利于1,2-加成。
反应机理
丁二烯第三个C新生成一个sp键，产生C+，具有空轨道；仲碳正旁边有乙烯基，3个p轨道形成共轭轨道Π32，两个电子任意跑动，在某一瞬间，烯丙基C+存在两头带正电的情况，产生一二加成与一四加成
①碳正是仲碳（越稳定，生成所需要的活化能越低）②碳正是伯碳
①更容易反应，反应更快，但产物为一元取代的烯烃，稳定性更差。②相反，为二元取代（取代两个双键上的H）
共振论对共轭体系的描述
对苯环来说，每个键都是介于单双键之间特殊的键
烯丙基自由基Π33