发布时间 : 星期五 文章人卫有机化学5-2第二章__烷烃和环烷烃.doc更新完毕开始阅读2ecf9e8c763231126edb1180
2,3-二甲基丁烷 2,2-二甲基丁烷
若取代基不同，则基团命名的先后顺序要遵循先简后繁的原则，即次序规则。根据基团直接与主链碳相连的原子的原子序数大小确定先后，先书写原子序数越小的基团，后书写序数大的基团。若与主链碳原子相连的原子相同，则再比较它们各自连接的原子的原子序数大小，直到比出大小为止。如：
2-甲基-3-氯丁烷
2-甲基-3-氯丁烷中两基团与主链直接相连的原子是碳和氯，碳的原子序数小，氯的原子序数大，因而在书写时先写甲基，后写氯原子。
2-甲基-3-乙基戊烷
2-甲基-3-乙基戊烷中两基团与主链直接相连的原子都是碳，需进行第二次比较，甲基和乙基中碳原子均与二个氢原子连接，但第三根键甲基连氢，而乙基则是碳。因此，先写甲基，后写乙基。常见烷基由简到繁顺序为：-CH3﹤-CH2CH3﹤-CH2CH2CH3﹤-CH(CH3)2
二、 烷烃的物理性质
有机化合物的物理性质通常包括物质的存在状态、颜色、气味、相对密度、熔点、沸点和溶解度等。对于一种纯净有机化合物来说，在一定条件下，这些物理常数有固定的数值，因此是判定该化合物的重要参考数据。甲烷常温是一种无色、无味、难溶于水、密度比空气轻的气体，甲烷的同系物与甲烷结构相似，但同系物之间又有差异，总体呈现随相对分子质量的递增而有规律地变化。
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表2-2列出了正烷烃的一些物理常数。
表2-2 几种烷烃的物理性质（常温常压）
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 庚烷 辛烷 癸烷
分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12 C7H16 C8H18 C10H22
结构简式 CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3(CH2)2C
H3 CH3(CH2)3C
H3 CH3(CH2)5C
H3 CH3(CH2)6C
H3 CH3(CH2)8C
H3 CH3(CH2)14C
H3 CH3(CH2)15C
H3 CH3(CH2)17C
H3
常温下状态 气 气 气 气 液 液 液 液 液 固 固
熔点（℃） 沸点（℃） -182.5 -183.3 -189.7 -183.4 -129.7 -90.61 -56.79 -29.7 18.1 22.0 32.0
-164.0 -88.63 -42.07 -0.5 36.07 98.42 125.7 174.1 286.5 301.8 330.0
十六烷 C16H34 十七烷 C17H36 十九烷 C19H40
烷烃随分子中碳原子的增加，物理性质呈现规律性的变化。主要规律归纳如下：
1. 常温常压下，C1～C4的直链烷烃是气体，C5～C16是液体，C17以上是固体；
2. 烷烃沸点主要与分子间作用力有关（范德华引力）。分子量越大，分子
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间范德华引力越强，则沸点越高。对于分子量相同的同分异构体的沸点，则是支链越多，分子间接触面越小，范德华引力越小，因而沸点越低。例如：
正戊烷 沸点 36 ℃ 熔点 ?129 ℃ 异戊烷 沸点 25 ℃ 熔点 ?159 ℃ 新戊烷 沸点 9 ℃ 熔点 ?18 ℃
熔点虽然也随烷烃分子量增加而升高，但是不完全一致，这主要因为物质熔点除与分子量有关之外，还与该物质在晶体中排列紧密程度密切相关。对于同分异构体，则对称性高的物质熔点相对较高。如新戊烷高于正戊烷和异戊烷。
3. 烷烃的极性很小，不溶于极性大的水中，易溶于非极性或者弱极性的有机溶剂如四氯化碳、乙醚、苯等，这符合“相似相溶”经验规则。同样液态的烷烃也常被用作有机溶剂溶解某些有机化合物。例如戊烷和己烷的混合物（也称石油醚）常用来提取中草药中的活性成分。
4. 烷烃的相对密度也随着碳原子数的增加而增大，但增加的幅度很小，始终都小于水（1 kg/L）。
三、 烷烃的化学性质
烷烃分子中，原子间都是以比较稳定的σ键连接（碳碳σ键和碳氢σ键），常温下，化学性质很稳定，与强酸、强碱、强氧化剂、强还原剂等均不起反应。例如与高锰酸钾、重铬酸钾和溴水等都不反应。但烷烃的稳定性是相对的，在特定条件下，如光照、加热、催化剂的影响下，也能发生一些化学反应。
1. 取代反应 烷烃在光照、高温或催化剂的作用下，可与卤素单质发生反应。例如，甲烷与氯气在光照下发生反应：
光照CH4 + Cl2???? CH3Cl + HCl
光照 CH3Cl + Cl2???? CH2Cl2 + HCl
光照CH2Cl2 + Cl2???? CHCl3+ HCl
光照CHCl3 + Cl2???? CCl4 + HCl
甲烷分子中的氢原子可逐一被氯原子所替代，生成一氯甲烷、二氯甲烷、
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三氯甲烷（又称氯仿）和四氯甲烷（又称四氯化碳）。这种有机物分子中某个原子或基团被其他原子或基团替代的反应称为取代反应。若是被卤素原子替代则称卤代反应，产物为卤代烃，是烃的一类衍生物。烷烃的卤代反应属于自由基反应，具体反应历程如下：
（1） 链的引发： 反应第一阶段，开始产生自由基的过程
光照Cl? ?Cl ???? 2Cl?（氯原子自由基）
氯气分子首先在光照下获得能量，共价键发生异裂，分解生成氯自由基（即氯原子）。活泼的氯自由基再从甲烷分子中夺取一个氢原子，生成新的自由基，进而促使反应继续进行。
（2） 链的增长： 反应第二阶段，不断产生新自由基的过程
Cl? + CH4→HCl + ?CH3（甲基自由基） ?CH3 + Cl2→Cl? + CH3Cl（一氯甲烷）
Cl? + CH3Cl→HCl + ?CH2Cl（一氯甲烷自由基） ?CH2Cl + Cl2→Cl? + CH2Cl2（二氯甲烷）
活泼的氯自由基从甲烷分子中夺取一个氢原子，生成新的活泼的甲基自由基，甲基自由基又从氯气分子夺取一个氯原子，生成一个新的氯自由基，新的氯自由基可以重复上述反应，也可以与刚形成的一氯甲烷反应，生成二氯甲烷，反应继续进行，会生成三氯甲烷和四氯甲烷。
甲烷氯代反应的每一步会消耗掉一个自由基，同时又会为下一步反应产生一个新的自由基。从而使反应能够连续不断的持续下去，这样的反应又称为链式反应。
（3） 链的终止： 反应第三阶段，自由基互相结合消亡的过程
Cl? + ?CH3→CH3Cl Cl? + Cl?→Cl2
?CH3 + ?CH3→CH3CH3
随着反应的进行，体系中自由基逐渐增多，自由基互相结合的机会也逐渐
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