化學(xué)競賽 第三講 烷烴 環(huán)烷烴

1、 只有碳?xì)鋬煞N元素的原子組只有碳?xì)鋬煞N元素的原子組成的化合物叫碳?xì)浠衔锍傻幕衔锝刑細(xì)浠衔? ,簡稱烴。簡稱烴。烴是化學(xué)人造字：碳中之火加氫中烴是化學(xué)人造字：碳中之火加氫中的的 組合而成。烴為碳?xì)涞闹C音組合而成。烴為碳?xì)涞闹C音) )。 烴是最基本的有機(jī)化合物烴是最基本的有機(jī)化合物, ,習(xí)慣習(xí)慣上把它們看成是有機(jī)化合物的母體上把它們看成是有機(jī)化合物的母體. .(jing)火火 + = + = 烴烴烴(脂肪烴)環(huán)狀烴開鏈烴飽和烴：不飽和烴烷烴烯烴炔烴二烯烴脂環(huán)烴芳香烴 在烷烴分子中,碳原子與氫原子的結(jié)合已達(dá)到了最高限度,不能再增加了,故烷烴又叫飽和烴.講授提要講授提要第一節(jié)第一節(jié): 烷烴的同系

2、列及同分異構(gòu)現(xiàn)象烷烴的同系列及同分異構(gòu)現(xiàn)象第二節(jié)第二節(jié): 烷烴的命名烷烴的命名第三節(jié)第三節(jié): 碳原子的碳原子的sp3雜化與烷烴的構(gòu)型雜化與烷烴的構(gòu)型第四節(jié)第四節(jié): 烷烴的構(gòu)象烷烴的構(gòu)象第五節(jié)第五節(jié): 烷烴的物理性質(zhì)烷烴的物理性質(zhì)第六節(jié)第六節(jié): 烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化學(xué)性質(zhì)第七節(jié)第七節(jié): 烷烴鹵代反應(yīng)的歷程烷烴鹵代反應(yīng)的歷程 第一節(jié)第一節(jié) 烷烴的同系列與同分異構(gòu)烷烴的同系列與同分異構(gòu) 烷烴是碳?xì)浠衔锿闊N是碳?xì)浠衔? ,我們以我們以H-HH-H為起點(diǎn)，為起點(diǎn)，依次插入依次插入CHCH2 2可以導(dǎo)出所有的烷烴：可以導(dǎo)出所有的烷烴：H_HH_CH2_HH_CH2_CH2_HH_CH2_CH2_CH

3、2_HCH2CH2CH2CH2一、一、 烷烴的同系列烷烴的同系列共同特點(diǎn)：具有同一個通式共同特點(diǎn)：具有同一個通式 C Cn nH H2n+22n+21、請根據(jù)這些圖形畫出A A的結(jié)構(gòu)，并給出的結(jié)構(gòu)，并給出A A的的 分子式。分子式。2、圖中B B、C C、D D三種分子是否與三種分子是否與A A屬于屬于一個同 系列中的4個同系物？為什么？ 98年中學(xué)生奧賽題B C DA分子式：C10H16同系差：C4H4通式：C4n+10H4n+16二同分異構(gòu)現(xiàn)象二同分異構(gòu)現(xiàn)象由丙烷繼續(xù)導(dǎo)入由丙烷繼續(xù)導(dǎo)入CHCH2 2時時, ,就會得到兩種產(chǎn)物：就會得到兩種產(chǎn)物：H_ _HCHHCHHCHH _ _CHHCH

4、2H_ _HCHHCHHCHH _ _H_ _HCHHCHHCHH _ _CHH_ 正丁烷 bp:-0.5 異丁烷 bp:-10.2烷烴的同分異構(gòu)體的數(shù)目：烷烴的同分異構(gòu)體的數(shù)目： 在有機(jī)化學(xué)中，由于同分異構(gòu)在有機(jī)化學(xué)中，由于同分異構(gòu)現(xiàn)象普遍存在，故有機(jī)化合物的分子不現(xiàn)象普遍存在，故有機(jī)化合物的分子不能用分子式表示只能用結(jié)構(gòu)式表示。能用分子式表示只能用結(jié)構(gòu)式表示。同分異構(gòu)構(gòu)造異構(gòu)立體異構(gòu)碳架異構(gòu)位置異構(gòu)官能團(tuán)異構(gòu)互變異構(gòu)構(gòu)型異構(gòu)構(gòu)象異構(gòu)順反異構(gòu)對映異構(gòu)CCCCCHHHHHHHHHHHH蛛網(wǎng)式結(jié)構(gòu)簡式CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH3CHCH2CH2CH2CH3結(jié)構(gòu)簡式鍵線式有機(jī)化合物構(gòu)

5、造式的寫法有機(jī)化合物構(gòu)造式的寫法OHCH3CHCH = CH2CHCH3ClOHCl烷烴同分異構(gòu)體的寫法：烷烴同分異構(gòu)體的寫法：C6H14為例：為例： 1、C_ C_ C_ C_ C_ C2、C_ C_ C_ C_ CC3、C_ C_ C_ C_ CC4、C_ C_ C_ CCC5、C_ C_ C_ CC C6、C_ C_ C_ CC_ C如何區(qū)別寫出的結(jié)構(gòu)式是否是相同如何區(qū)別寫出的結(jié)構(gòu)式是否是相同的的化合物？用科學(xué)的方法對它們進(jìn)行命名?；衔?？用科學(xué)的方法對它們進(jìn)行命名。 有機(jī)化合物數(shù)目龐大種類繁多，同分有機(jī)化合物數(shù)目龐大種類繁多，同分異構(gòu)體現(xiàn)象又普遍存在，如果沒有一套科異構(gòu)體現(xiàn)象又普遍存在

6、，如果沒有一套科學(xué)的命名方法來區(qū)別不同的化合物，那就學(xué)的命名方法來區(qū)別不同的化合物，那就會給有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究造成困難和混會給有機(jī)化學(xué)的學(xué)習(xí)和研究造成困難和混亂。因此認(rèn)真學(xué)習(xí)每一類有機(jī)化合物的命亂。因此認(rèn)真學(xué)習(xí)每一類有機(jī)化合物的命名方法是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。名方法是有機(jī)化學(xué)學(xué)習(xí)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。能夠根據(jù) 寫出正確的結(jié)構(gòu)式 名 稱。名 稱 結(jié)構(gòu)式。第二節(jié)第二節(jié) 烷烴的命名烷烴的命名要求：要求：一、普通命名法一、普通命名法 普通命名法要抓住：普通命名法要抓住：正（正（n）、）、 異（異（i 、新（、新（neo ）三個字三個字CH3CH . CH3CH3CH3C . CH3CH3CH3CH3

7、C -CH3CH3CH3CH3CH3CHCH2CH3CH3CH3 _ CH _ CH2 _ C _ CH3CH3CH31oC 2oC 3oC 4oC1oH 2oH 3oH 二、烷基的命名：二、烷基的命名：CH3CH2_CH3CH_CH3CH3_CH3CH2CH2_正正 n (normal) 仲仲 s (second)異異 i (iso) 叔叔 t (tertio)新新 neo(neo) CH2 CH3CH= CH2CH2CH2亞甲基亞甲基 亞乙基亞乙基 1,3亞丙基亞丙基CH3CH2C_CH3CH3CH3CCH2_CH3CH3CH3C_CH3CH3 CH3CH2CH2CH2_CH3CH2CH_

8、CH3CHCH2_CH3CH3三三 系統(tǒng)命名法：系統(tǒng)命名法：說明：說明：IUPAC命名法與系統(tǒng)命名法并命名法與系統(tǒng)命名法并 不等同不等同.IUPAC命名法命名法:是國際純粹與應(yīng)用化學(xué)是國際純粹與應(yīng)用化學(xué) 聯(lián)合會制定的命名法聯(lián)合會制定的命名法.系統(tǒng)命名法系統(tǒng)命名法:是中國化學(xué)會根據(jù)是中國化學(xué)會根據(jù)IUPAC 的命名原則，結(jié)合我國文的命名原則，結(jié)合我國文 字特點(diǎn)所制定的命名法字特點(diǎn)所制定的命名法.關(guān)于烷烴的命名主要原則有三條：關(guān)于烷烴的命名主要原則有三條：選擇主鏈選擇主鏈 、給主鏈碳原子編號、排列取代基、給主鏈碳原子編號、排列取代基CH3 _ CH _ CH2 _ CH _ CH2 _ CH3CH

9、3CH3CH2 _ CH3CH_1234561234567注意書寫規(guī)則：注意書寫規(guī)則：阿拉伯?dāng)?shù)字之間用逗號隔開，阿拉伯?dāng)?shù)字之間用逗號隔開， 阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字之間用半字線阿拉伯?dāng)?shù)字與漢字之間用半字線“”連接。連接。 最低系列原則：使取代基的最低系列原則：使取代基的 位次號碼盡可能小。位次號碼盡可能小。CH3CH3CH3_CH_CH3CH _ C_CH3CH2CH3123454512345CH3CH2CH2CHCHCH2CH2CH2CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH3CH2CH2CH-CHCH3CH3123457891011612434丙基丙基5(1異丙基丁基異丙基丁基)十一烷十一烷或：或：

10、 4丙基丙基51異丙基丁基十一烷異丙基丁基十一烷一碳原子的一碳原子的sp3雜化雜化 雜化軌道理論用以解釋：為什么基態(tài)下外層雜化軌道理論用以解釋：為什么基態(tài)下外層只有兩個未成對電子的碳原子在有機(jī)化合物中總只有兩個未成對電子的碳原子在有機(jī)化合物中總是保持四價，且在烷烴分子中還具有四面體的構(gòu)是保持四價，且在烷烴分子中還具有四面體的構(gòu)型。型。 所謂雜化：所謂雜化：“能量相近的原子軌道可以在原能量相近的原子軌道可以在原子內(nèi)部進(jìn)行混合組成新的軌道子內(nèi)部進(jìn)行混合組成新的軌道雜化軌道雜化軌道”。 _ P.Pauling (1931) 第三節(jié)碳原子的第三節(jié)碳原子的spsp3 3雜化雜化 與烷烴分子的構(gòu)型與烷烴分

11、子的構(gòu)型2s2p基 態(tài)2s2p激發(fā)激發(fā)態(tài)雜化sp3雜化碳原子的碳原子的sp3雜化雜化雜化后的軌道有以下特征：雜化后的軌道有以下特征： 形成四個完全等同的形成四個完全等同的sp3雜化軌道雜化軌道. 2這些軌道具有最佳的空間取向這些軌道具有最佳的空間取向(彼彼此間的夾角為此間的夾角為10928 保持了最大程度的遠(yuǎn)保持了最大程度的遠(yuǎn)離離). 3雜化軌道具有更強(qiáng)的方向性雜化軌道具有更強(qiáng)的方向性(負(fù)瓣負(fù)瓣減弱減弱,正瓣加強(qiáng)正瓣加強(qiáng),增強(qiáng)了成鍵的能力增強(qiáng)了成鍵的能力).二、烷烴分子的形成與二、烷烴分子的形成與- 鍵鍵(1)、甲烷分子的形成、甲烷分子的形成(2)乙烷分子的形成乙烷分子的形成(3)、 - 鍵鍵

12、:形成形成:由原子軌道頭碰頭由原子軌道頭碰頭重疊重疊而形成而形成.特征特征:電子云沿鍵軸呈圓柱狀對稱分布，成電子云沿鍵軸呈圓柱狀對稱分布，成 鍵兩原子可圍繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)不會影鍵兩原子可圍繞鍵軸自由旋轉(zhuǎn)不會影 響電子云密度的分布。響電子云密度的分布。 CHHHHC CHHHHHH: 伸出紙平面之前: 在紙平面之上: 伸向紙平面之后 所謂直鏈烷烴，碳鏈并非是直的，只所謂直鏈烷烴，碳鏈并非是直的，只是它不含側(cè)鏈而已。是它不含側(cè)鏈而已。 C C3 3的直鏈烷烴固的直鏈烷烴固態(tài)時碳鏈呈鋸齒狀，氣態(tài)、液態(tài)下由于圍態(tài)時碳鏈呈鋸齒狀，氣態(tài)、液態(tài)下由于圍繞繞- - 鍵的旋轉(zhuǎn)而呈多種不規(guī)則的形狀：鍵的旋轉(zhuǎn)而呈多種

13、不規(guī)則的形狀：構(gòu)造構(gòu)造：指分子中的原子相互連接的順序：指分子中的原子相互連接的順序 及方式。及方式。構(gòu)型構(gòu)型：指具有一定構(gòu)造的化合物分子：指具有一定構(gòu)造的化合物分子 中的原子在空間的排列形式。中的原子在空間的排列形式。構(gòu)象構(gòu)象：指具有一定構(gòu)型的化合物分子：指具有一定構(gòu)型的化合物分子 中的原子，由于圍繞碳中的原子，由于圍繞碳碳碳單單 鍵的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的在空間的鍵的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的在空間的不不 同排列形式。同排列形式。有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念包括三個層次：有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)的概念包括三個層次：第四節(jié)第四節(jié) 烷烴的構(gòu)象烷烴的構(gòu)象HHHHHHHHHHHH交叉式構(gòu)象交叉式構(gòu)象重重疊疊式構(gòu)象式構(gòu)象HHHHHHHHHHHHH

14、HHHHHHHHHHH鋸架式鋸架式NewmanNewman投影式投影式楔型式楔型式一乙烷的構(gòu)象一乙烷的構(gòu)象能量分析：能量分析：HHHHHHHHHHHH二丁烷的構(gòu)象二丁烷的構(gòu)象CH3CH3HHHHCH3CH3HHHHCH3HHHHH3CCH3CH3HHHHCH3HHHHCH3HHHHCH3CH3全重疊式全重疊式鄰位交叉式鄰位交叉式部分重疊式部分重疊式全交叉式全交叉式習(xí)慣名稱與習(xí)慣名稱與IUPACIUPAC名稱：名稱：相對能量：相對能量： 全重疊式全重疊式 部分重疊式部分重疊式 鄰位交叉式全交叉式鄰位交叉式全交叉式 （順疊式）（順疊式） （反錯式）（反錯式） （順錯式）（順錯式） （反疊（反疊式）

15、式） 極少極少 極少極少 32% 32% 68%68% 第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)第五節(jié)烷烴的物理性質(zhì)物理性質(zhì)包括：物理性質(zhì)包括： 外外 觀：狀態(tài)、顏色、氣味、味觀：狀態(tài)、顏色、氣味、味道。道。 物理常數(shù)物理常數(shù): :熔點(diǎn)（熔點(diǎn)（m.p.m.p.）、沸點(diǎn)）、沸點(diǎn)（b.p.b.p.）、）、 密度（密度（d d ）、）、 折折光率（光率（n nD D）、）、 比旋光度比旋光度 偶極矩（偶極矩（ ） 溶解度等溶解度等t2 2、根據(jù)物理性質(zhì)來分離提純化合物、根據(jù)物理性質(zhì)來分離提純化合物1 1、用來鑒別化合物或判別化合物的純度、用來鑒別化合物或判別化合物的純度. .一、研究物理性質(zhì)的意義一、研究物理性質(zhì)的意義

16、二、分子間的作用力二、分子間的作用力 分子的聚集態(tài)、熔沸點(diǎn)的高低取決于分子分子的聚集態(tài)、熔沸點(diǎn)的高低取決于分子間的作用力。分子間的作用力有如下三種：間的作用力。分子間的作用力有如下三種：CH3CH2CH2CH3 CH3CH2CH2CH2CH3CH3_C_CH3CH3CH3CH3_CH2_CH3CH3_CH =OCH3CH2CH2CH2OH CH3CH2OCH2CH31 1、熔點(diǎn)（、熔點(diǎn)（m.pm.p）取決于分子間的作取決于分子間的作用力和晶格堆積的密集度用力和晶格堆積的密集度. . 、隨分子量的增大而升高、隨分子量的增大而升高. . 、偶數(shù)碳烷烴比奇數(shù)碳烷烴的熔、偶數(shù)碳烷烴比奇數(shù)碳烷烴的熔點(diǎn)點(diǎn)

17、 升高值大升高值大. . 、分子量相同時分子量相同時, ,分子的對稱性分子的對稱性越好越好m.pm.p越高越高. .三、烷烴的物理性質(zhì)三、烷烴的物理性質(zhì)正、異、新戊烷正、異、新戊烷b.pb.p的比較：的比較：2 2、沸點(diǎn)（、沸點(diǎn)（ b.pb.p. . 、烷烴為非極性分子、烷烴為非極性分子, ,一般一般b.pb.p都較低都較低 、隨分子量的增大而升高、隨分子量的增大而升高 、分子量相同時分子量相同時, ,支鏈越多支鏈越多,b.p,b.p越低越低CH3_C_CH3CH3CH3CH3CH2CH2CH2CH3 CH3CHCH2CH3CH33 3、密度：、密度： 小于小于1 0.4660.8121 0.

18、4660.8124 4、偶極矩：、偶極矩：= 0= 05 5、溶解度：不溶于水易溶于非極性溶、溶解度：不溶于水易溶于非極性溶 劑如苯、四劑如苯、四氯化碳等。氯化碳等。烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與反應(yīng)活性：烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與反應(yīng)活性：1 1、烷烴分子中的鍵強(qiáng)度大，鍵能高不易斷、烷烴分子中的鍵強(qiáng)度大，鍵能高不易斷 裂。裂。 C C C H C C C H 345.6 415.5 345.6 415.5 （KJ/molKJ/mol）2 2、烷烴分子中電子云密度分布均勻，因而、烷烴分子中電子云密度分布均勻，因而 不易接受富電子或缺電子試劑的進(jìn)攻。不易接受富電子或缺電子試劑的進(jìn)攻。第六節(jié)第六節(jié) 烷烴的化學(xué)性質(zhì)烷烴的化

19、學(xué)性質(zhì)故：烷烴化學(xué)性質(zhì)不活潑，室溫下與強(qiáng)故：烷烴化學(xué)性質(zhì)不活潑，室溫下與強(qiáng) 酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑不酸、強(qiáng)堿、強(qiáng)氧化劑、強(qiáng)還原劑不 發(fā)生反應(yīng)。發(fā)生反應(yīng)。烷烴在烷烴在高溫或光照高溫或光照下能夠進(jìn)行反應(yīng)：下能夠進(jìn)行反應(yīng)： 烷烴燃燒后生成烷烴燃燒后生成 COCO2 2和和H H2 2O O的同時放出的同時放出大量的熱，使烷烴（石油中的主要成分）大量的熱，使烷烴（石油中的主要成分）成為人類最重要的能源。成為人類最重要的能源。CnH2n+2+(3n+1)/2O2 n CO2 + (n+1)H2O+熱量一氧化反應(yīng)：一氧化反應(yīng)： CHCH4 4+CH+CH2 2=CHCH=CHCH3 3 CHCH3

20、3CHCH3 3+CH+CH2 2=CH=CH2 2CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 CH CH3 3CHCH2 2CH=CHCH=CH2 2 CHCH2 2=CHCH=CH=CHCH=CH2 2 CHCH3 3CH=CHCHCH=CHCH3 3+H+H2 2二熱裂反應(yīng)二熱裂反應(yīng) 1.1.高溫裂解：高溫裂解：高溫高溫隔絕空氣隔絕空氣高溫高溫主要為獲取基本化工原料：各種烯烴主要為獲取基本化工原料：各種烯烴烷烴烷烴 乙烯，丙烯，丁二烯，氫氣乙烯，丙烯，丁二烯，氫氣C C6 6CC8 8 苯苯 + 甲苯甲苯 + 二甲苯二甲苯 烷烴烷烴 （基本（基本化工原料）化工原料）催化重整

21、催化重整七種基本有機(jī)化工原料為：七種基本有機(jī)化工原料為：乙烯、丙烯、丁二烯，乙烯、丙烯、丁二烯，苯、苯、 甲苯、二甲苯和甲烷甲苯、二甲苯和甲烷 催化裂化可得到多支鏈的烷烴催化裂化可得到多支鏈的烷烴, ,主要主要是為獲取高品質(zhì)的汽油；是為獲取高品質(zhì)的汽油； 催化重整則是為了得到苯、甲苯和二催化重整則是為了得到苯、甲苯和二甲苯。甲苯。2 2催化裂化和催化重整催化裂化和催化重整 氟代反應(yīng)太劇烈，以爆炸式進(jìn)行，難以氟代反應(yīng)太劇烈，以爆炸式進(jìn)行，難以控制，碘原子不活潑使取代反應(yīng)難以發(fā)生，控制，碘原子不活潑使取代反應(yīng)難以發(fā)生， 故烷烴的鹵代反應(yīng)通常是指氯代和溴代反應(yīng)。故烷烴的鹵代反應(yīng)通常是指氯代和溴代反應(yīng)

22、。1 1甲烷的氯代反應(yīng)甲烷的氯代反應(yīng)三鹵代反應(yīng)三鹵代反應(yīng)反應(yīng)活性：反應(yīng)活性：F Cl Br IF Cl Br ICH4Cl2300-400oor hvCH3ClCl2hvCH2Cl2Cl2hvCHCl3Cl2hvCCl4+HCl+HCl+HCl+HClCH3CH2CH3 + Cl2 CH3CH2CH2 + CH3CHCH3ClClh h251 10 0氫與氫與2 20 0氫氫的相對活性：的相對活性： = 45/6 : 55/2 = 1 : 3.7 C C H H3 3C C H H C C H H3 3 + + C C l l2 2 C C H H3 3C C H H C C H H2 2 +

23、 + C C H H3 3C C C C H H3 3CH3CH3CH3ClCl251H : 3H = 64/9 : 36/1 = 1 : 5.1CH3CH2CH3 + Br2 CH3CH2CH2 + CH3CHCH3BrBr127C C H H3 3C C H H C C H H3 3 + + B Br r2 2 C C H H3 3C C H H C C H H2 2 + + C C H H3 3C C C C H H3 3CH3CH3CH3BrBr127結(jié)論：結(jié)論： 1、不同類型的氫反應(yīng)活性不、不同類型的氫反應(yīng)活性不同同。 2、氯代反應(yīng)的活性大于溴代、氯代反應(yīng)的活性大于溴代反應(yīng)反應(yīng) 的活

24、性。的活性。 3、溴代反應(yīng)的選擇性大于氯代反、溴代反應(yīng)的選擇性大于氯代反 應(yīng)的選擇性。應(yīng)的選擇性。反反 應(yīng)應(yīng) 式：宏觀給出現(xiàn)象。式：宏觀給出現(xiàn)象。反應(yīng)歷程：微觀揭示本性。反應(yīng)歷程：微觀揭示本性。第七節(jié)第七節(jié) 烷烴鹵代反應(yīng)的歷程烷烴鹵代反應(yīng)的歷程一反應(yīng)歷程簡介一反應(yīng)歷程簡介 1 1、什么叫反應(yīng)歷程？、什么叫反應(yīng)歷程？ 反應(yīng)歷程又叫反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)機(jī)制，是指反應(yīng)反應(yīng)歷程又叫反應(yīng)機(jī)理或反應(yīng)機(jī)制，是指反應(yīng)物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物所經(jīng)歷的全部過程。物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物所經(jīng)歷的全部過程。 2 2、反應(yīng)歷程是理論上的假設(shè)、反應(yīng)歷程是理論上的假設(shè) 反應(yīng)歷程是根據(jù)能夠觀察到的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行推反應(yīng)歷程是根據(jù)能夠觀

25、察到的實(shí)驗(yàn)事實(shí)進(jìn)行推理而提出的理論上的假說（化學(xué)反應(yīng)是在理而提出的理論上的假說（化學(xué)反應(yīng)是在1010-12-121010-14-14秒內(nèi)完成，目前還無法直接觀察）。秒內(nèi)完成，目前還無法直接觀察）。3 3、研究反應(yīng)歷程的目的、研究反應(yīng)歷程的目的 揭示反應(yīng)的本質(zhì)揭示反應(yīng)的本質(zhì), ,掌握反應(yīng)的規(guī)律掌握反應(yīng)的規(guī)律, ,從而達(dá)到控制從而達(dá)到控制反應(yīng)和利用反應(yīng)的目的。反應(yīng)和利用反應(yīng)的目的。1 1基本假定基本假定過渡態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)不僅僅是通過過渡態(tài)理論認(rèn)為：化學(xué)反應(yīng)不僅僅是通過分子之間的簡單碰撞就完成的，分子之間的簡單碰撞就完成的，從反應(yīng)物到產(chǎn)從反應(yīng)物到產(chǎn)物是個逐漸變化的連續(xù)過程，在反應(yīng)中反應(yīng)物物是個

26、逐漸變化的連續(xù)過程，在反應(yīng)中反應(yīng)物分子相互接近形成活化絡(luò)合物分子相互接近形成活化絡(luò)合物 即過渡態(tài)即過渡態(tài) ，然，然后再以一定的速度形成產(chǎn)物。后再以一定的速度形成產(chǎn)物。A A + + B B- -C C A A B B C C A A- -B B + + C C反反 應(yīng)應(yīng) 物物產(chǎn)產(chǎn) 物物 過過渡渡態(tài)態(tài)或或活活化化絡(luò)絡(luò)合合物物二過渡態(tài)理論二過渡態(tài)理論2 2、反應(yīng)能量進(jìn)程圖、反應(yīng)能量進(jìn)程圖反應(yīng)能量進(jìn)程圖的含義：反應(yīng)能量進(jìn)程圖的含義：1 1、曲線上的每一點(diǎn)都對應(yīng)著一種反應(yīng)的狀態(tài)、曲線上的每一點(diǎn)都對應(yīng)著一種反應(yīng)的狀態(tài)和這種狀態(tài)所具有的能量。和這種狀態(tài)所具有的能量。2 2、a a點(diǎn)：反應(yīng)物；點(diǎn)：反應(yīng)物；c

27、 c點(diǎn)：產(chǎn)物；點(diǎn)：產(chǎn)物；b b點(diǎn)：過渡態(tài)。點(diǎn)：過渡態(tài)。3 3、 b b點(diǎn)與點(diǎn)與a a點(diǎn)的高度之差點(diǎn)的高度之差E E活活：是反應(yīng)的活：是反應(yīng)的活化能。化能。 b b點(diǎn)與點(diǎn)與c c點(diǎn)的高度之差點(diǎn)的高度之差E E：是逆反應(yīng)：是逆反應(yīng)的活化能。的活化能。4 4、 b b點(diǎn)與點(diǎn)與c c點(diǎn)的高度之差點(diǎn)的高度之差H H：為反應(yīng)熱。：為反應(yīng)熱。H H為負(fù)值：反應(yīng)放熱。為負(fù)值：反應(yīng)放熱。 H H為正值：反應(yīng)吸熱。為正值：反應(yīng)吸熱。 (1) (1)、CHCH4 4與與ClCl2 2室溫時在暗處不發(fā)生反應(yīng)室溫時在暗處不發(fā)生反應(yīng); ;甲烷的氯代反應(yīng)有如下事實(shí)需要解釋：甲烷的氯代反應(yīng)有如下事實(shí)需要解釋：(2)(2)、在

28、暗處溫度高于、在暗處溫度高于250250或室溫下進(jìn)行光或室溫下進(jìn)行光 照可以發(fā)生反應(yīng)照可以發(fā)生反應(yīng); ;(3)(3)、光照下反應(yīng)時、光照下反應(yīng)時, ,體系每吸收一個光子體系每吸收一個光子, , 就可以就可以 產(chǎn)生一萬多個氯甲烷分子產(chǎn)生一萬多個氯甲烷分子; ; (4)(4)、若有、若有O O2 2存在時存在時, ,就會延緩反應(yīng)的發(fā)生。就會延緩反應(yīng)的發(fā)生。三、甲烷氯代反應(yīng)的歷程三、甲烷氯代反應(yīng)的歷程CH4 + Cl CH3 + HClCl2 CH3Cl + ClCH3 +鏈引發(fā)：鏈引發(fā)：鏈增長：鏈增長：鏈終止：鏈終止：自由基：具有單個未成對電子的原子或自由基：具有單個未成對電子的原子或 基團(tuán)叫自由

29、基?；鶊F(tuán)叫自由基。1 1、甲烷氯代反應(yīng)的歷程、甲烷氯代反應(yīng)的歷程( (自由基取代反應(yīng)歷程）自由基取代反應(yīng)歷程）ClCH3CH3Cl+CH3CH3+CH3CH3Cl2+ClClCl Cl 2ClhCH3 + O O CH3OOC C H H3 3 + +C C H H4 4 + +O_OHHO_OH.甲烷氯代反應(yīng)的能量進(jìn)程圖甲烷氯代反應(yīng)的能量進(jìn)程圖 H=反反產(chǎn)產(chǎn) H CH3 _ H + Cl_Cl CH3 _ Cl + Cl_HCH3CH2CH3+Br2光光照照1 12 27 70 0C CH H3 3C CH H2 2C CH H2 2B Br r + + C CH H3 3C CH HB Br rC CH H3 33 3% %9 97 7% %相對反應(yīng)活性：是比較同一化合物對不同試相對反應(yīng)活性：是比較同一化合物對不同試劑，或不同化合物對同一試劑的反應(yīng)活性。劑，或不同化合物對同一試劑的反應(yīng)活性。光光照照2 25 50 0光光照照 1 12 27 70 0+Br2 CH3CH2CH3+Cl2C Cl l2 2C CH H4 4C CH H3 3C CH H3 3光光照照2 25 50 0光光照照2 25 50 0+ + +CH3CH2ClCH3Cl1400E活活(KJ/mol)+4.2