斯陶特( Stuart )模型。 (二)立体形状的平面表达:楔形式( 伞型式) 、透视式(锯架式)、纽曼( Newman )投影式、费歇尔 ( Fisher )平面投影式。
有机化合物的分类
一、按碳骨架分类:开链、碳环(脂环、杂环、芳香环)
二、按官能团分类:烷烃、烯烃、炔烃、醇、酚醚、醛、酮、酸、胺类化合物等
只有碳和氢两种元素组成的有机化合物叫碳氢化合物,简称烃。1.根据分子中的碳架可分为开链烃、环烃2. 根据化学键的种类可分为饱和烃、不饱和烃。
同系列:许多结构相似,而在组成上相差CH 2 或它的数倍的化合物组成一个系列,称为同系列。同系列中各个化合物称为同系物。 同分异构现象:分子式相同,结构不同。同分异构体:分子式相同而结构不同的化合物互为同分异构体,简称异构体 (constitutional isomers)。随着碳原子的增加,异构体的数目增加。
烷烃的名称用烷,碳原子数从1-10分别用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示,碳原子数十个以上用十一、十二等数目表示。英文名称烷烃为alkane,词尾用-ane。用正表示直链烷烃,异表示具有CH3 -CH(CH3)- 结构异构体,新表示具有(CH3) 3 CCH2 -结构的异构体。
两个成键轨道沿着各自对称轴方向重叠形成的共价键叫σ键。其电子
云可以达到最大程度的重叠,比较牢固。σ键旋转时不会破坏电子云的重叠,可以自由旋转。乙烷分子的C-C σ键由两个sp3杂化轨道沿着电子云密度最大的方向重叠而成。
构象 ( Conformation ): 由于单键可以旋转,使分子中原子或基团在空间产生不同的排列,这种特定的排列方式,称为构象。构象异构体:由单键旋转而产生的异构体。乙烷的重叠式和交叉式
单键旋转时,相邻碳上的其他键会交叉成一定的角度(φ),称为两面角。两面角为0°时的构象为重叠式构象。两面角为60°时的构象为交叉式构象。两面角在0-60°之间的构象称为扭曲式构象。由于分子主要以交叉式构象的形式存在,所以高级烷烃的碳链呈锯齿形。(交叉构象更稳定)
物理常数:纯物质的物理性质在一定条件下是固定的数值。 沸点(b.p.)、熔点(m.p.)、折光率(n)、旋光度[α]λ、密度(D)、溶解度、偶极矩(μ)。一般来说,同系列中各化合物的物理常数随分子量的增加而递变。常温常压下,含有1-4个碳原子的烷烃为气体,含有5-16个碳原子的烷烃为液体,大于17个碳原子的烷烃为固体。正烷烃的沸点随着相对分子量的升高而增加。在同分异构体中,分枝程度越高,沸点越低。烷烃分子量增加,熔点增加。分子对称性高,排列整齐,分子间引力大,熔点较高。烷烃的相对密度随分子质量的增加而升高,烷烃的密度小于1。烷烃一般不溶于水等强极性溶剂(溶解度),易溶于弱极性或非极性溶剂,如四氯化碳、苯、醚等。
化学性质:烷烃具有较大的稳定性,与强酸、强碱以及常用的氧化剂都不发生反应。但在高温、光照或有催化剂存在下,可发生氯代反应(取代反应,需紫外线或高温)、氧化反应、裂解反应等
化学性质比较稳定的原因:(1) 烷烃分子中只有σ 单键,需要较高的能量才能断裂。 (2) 碳和氢的电负性相差很小,分子中电子分布比较均匀,无电子云密度较大或较小的部位,对亲核试剂或亲电试剂没有