烷烃环烷烃的构象.ppt

《烷烃环烷烃的构象.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《烷烃环烷烃的构象.ppt（36页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、碳原子轨道的sp3杂化,键的形成及其特性,每个sp3杂化轨道含1/4 s 成分和 3/4 p成分,sp3杂化轨道形状,碳原子的sp3杂化轨道,键角为 109.5,原子 轨道沿键轴相互交盖，形成对键轴呈圆柱形对称的轨道称为 轨道。轨道构成的共价键称为键。键的特性:成键原子可沿键轴自由旋转;键能较大，可极化性较小。例如：甲烷分子中有四个CH键。相类似，乙烷分子中有六个CH键和一个 CC键。,甲烷,乙烷,键的形成及其特性,烷烃的结构,Space FillingModel比例模型,Ball and Stick Model球棒模型,C:sp3 杂化，成 键,立体异构体：由原子或基团在空间的排列（或连接）

2、方式不同所产生的异构体（包括构型异构体和构象异构体）,立体异构体、构型异构体与构象异构体分子结构包括：构造，构型，构象,构型异构体,不可转换 理论上可分离,构象异构体,可通过单键旋转转换,一般无法分离,描述立体结构的几种方式,伞形式,锯架式,Newman投影式,立体异构体：由原子或基团在空间的排列（或连接）方式不同所产生的异构体（包括构型异构体和构象异构体）,立体异构体、构型异构体与构象异构体分子结构包括：构造，构型，构象,构型异构体,不可转换 理论上可分离,构象异构体,可通过单键旋转转换,一般无法分离,键电子云排斥，von der waals排斥力，内能较高（最不稳定）,乙烷的构象,交叉式构

3、象,扭曲式构象,重叠式构象,原子间距离最远内能较低（最稳定）,（有无数个）,乙烷构象转换与势能关系图,旋转中须克服能垒扭转张力 电子云排斥 相邻两H间的von der waals排斥力,一般情况下(T-250oC):单个乙烷分子：绝大部分时间在稳定构象式上。一群乙烷分子：某一时刻，绝大多数分子在稳定的构象式上。,丁烷的构象,对位交叉式（交叠式）,部分重叠式（反错式）,邻位交叉式（顺错式）,全重叠式（顺叠式）,甲基间距离最远(最稳定),较不稳定,较稳定,甲基间距离最近（最不稳定）,邻位交叉式（顺错式）,丁烷构象转换与势能关系图,立体异构体：由原子或基团在空间的排列（或连接）方式不同所产生的异构体

4、（包括构型异构体和构象异构体）,立体异构体、构型异构体与构象异构体分子结构包括：构造，构型，构象,构型异构体,不可转换 理论上可分离,构象异构体,可通过单键旋转转换,一般无法分离,环烷烃的性质,对比：开链烷烃每个CH2的燃烧热：658.6 KJ/mol,环烷烃的燃烧热数据,环的大小与稳定性,环烷烃的结构及构象,环丙烷的结构,角张力（angle strain）：环的角度与sp3轨道夹角差别引起的张力,Newman投影式,所有C-H 键均为重叠式构象，有扭转张力,平面型,环丁烷的构象,若为平面型分子,稳定构象,角张力扭转张力,角张力稍增加,扭转张力明显减小,90o,重叠式构象,扭曲式构象,88o,

5、环己烷分子中无张力；而七到十二个碳原子组成的环烷烃，环内氢原子间的扭转张力使它们的稳定性略有下降。当环进一步增大时,稳定性与环己烷相似。如环二十二烷就是无张力环：,环二十二烷,环己烷的结构及构象,如果环己烷的 6 个碳原子在同一平面上:将有角张力 将有扭转张力,环己烷是不是平面型分子？,环己烷碳架是折叠的,椅式构象(chair form),船式构象(boat form),C2,C3,C5,C6 共平面,两者互为构象异构体,椅式构象,HH之间距离均大于H的Van der Waals半径之和（2.40）,交叉式,船式构象,有几组HH之间距离均小于H的Van der Waals半径之和（2.40），

6、有排斥力（非键张力）,重叠式（有扭转张力）,旗杆键,环己烷的其它构象式,半椅式(half chair form),扭船式(twist boat form),椅式,船式,椅式,半椅式构象,5个碳在同一平面上 有角张力（CC键角接 近120o）平面碳上的C-H键为重叠 式构象（有较大的扭转张 力）,扭船式构象,1.84,各种环己烷构象的势能图,环己烷椅式构象的画法,相间的两根键相互平行（画 Z 字形）六个碳原子交替分布在两个平面上 每个碳均有一根C-H键在垂直方向，上平面的向上 画，下平面的向下画 其它C-H键分别向左（左边的三个）或向右（右边 的三个），且上下交替,两种类型C-H键,a键(axial bond)竖键,直键,直立键,e键(equatorial bond)横键,平键,平伏键,椅式构象中C-H键的顺反关,相邻碳上的a键和e键为顺式两个相邻的a键（或e键）为反式,a键和e键的相互转换,翻转后,原来的a键转变为e键,而e键转变为a键,2.10.2 一取代环己烷的构象,一取代环己烷的取代基在e键上的构象占优势。,取代环己烷的取代基在e键上的构象占优势。取代基越大，这种优势越明显。R=CH3时，95%处于e键；R=(CH3)3时，99.9%处于 e键。环上不同取代基时，大的取代基优先处于e键。,作业习题四：1，2习题六习题七：1.3,