链烃--第一节　烷烃（2）

种不稳定的构象。在室温时，乙烷分子是交叉式、重叠式以及介于它们两者之间的许多构象的平衡混合物，不易分离。

　　2．正丁烷的构象

　　正丁烷的构象要比乙烷复杂。当围绕正丁烷的C（2）-C

　　(3)键旋转时，可以有全重叠式，邻位交叉式、部分重叠式和对位交叉式等不同的典型构象。它们的透视式和纽曼投影工表示如下；

透视式　　　　　　　纽曼投影式　

　　在正丁烷的构象中，对位交叉式的两个甲基相距最远，相互作用最弱，内能最低，是最稳定的现象。邻位交叉式的两个甲基相距较近些，所以稳定性稍差。部分重叠式的甲基和氢原子十分靠近，相互作用大，稳定性较邻位交叉式差。而在全重叠式中，由于两个甲基处于十分靠近的地位，相互作用最大，稳定性最差。因此这几种构象的内能高低次序为：全重叠式＞部分重叠式＞邻位交叉式＞对位交叉式。

　　可见，正丁烷在一般情况下，对位交叉式是占优势的构象。

　　在链状化合物中，优势构象都是类似于正丁烷对位交叉式的构象。应该注意，分子主要以其优势构象存在，并不意味着其它的构象不存在，而是所占比例较小而已。

　　四、烷烃的命名

　　有机化合物的种类繁多，数目庞大，又有许多异构体。所以必须有一个合理的命名法，以便于识别。有机化合物的正确的名称不仅应表示分子的组成，而且要准确、简便地反映出分子的构造。因此命名法是有机化学的重要内容之一。烷烃的常用命名法有普通命名法和系统命名法。

　　（一）普通命名法

　　1．直链烷烃的命名

　　直链烷烃按碳原子数叫“正某烷”。十个及十个碳原子以下的烷烃分别用天干（甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸）表示。例如，CH4四烷，C2H6乙烷，C3H8丙烷……C10H22癸烷。对含有十个碳原子以上的烷烃用汉语数字命名。例如，C11H24十一烷，C12H26十二烷，C20H42二十烷等。

　　2．含侧链烷烃的命名

　　且无其它支链的烷烃，则按碳原子总数叫做异某烷。例如，

（二）系统命名法

　　对构造比较复杂的化合物的命名可采用系统命名法。系统命名法可用于各种化合物的命名。

　　1．烷基

　　烃分子中去掉一个氢原子所剩下的原子团叫烃基。脂肪烃去掉一个氢原子所剩下的原子团叫做脂肪烃基，通常用R表示。烷烃的基叫做烷基，它的通式CnH2n+1烷基的命名根据烷烃而定。多于两个碳原子的烷烃，有可能衍生出多个不同的烷基。例如：

2．系统命名法

　　我国现用的系统命名法是根据IUPAC（International Union of Pure and  applied Chemistry）规定的原则，再结合我国汉语文字的特点而制定的。烷烃的系统命名法的主要之点是如何确定主链和处理取代基的位置。

　　（1）选择最长的连续的碳链为主链作为母体，叫某烷。较短的链为支链，作为取代基。

　　（2） 从靠近支链的一端开始，把母体烷烃的各个碳原子依次编号，以确定取代基的位次。取代基的位次号与名称之间用一短线相连，写在母体名称之前。例如：

（3）主链上连接几个不同的取代基时，则按“次序规则”（见本章第二节）将取代基的大小顺序列出，小者在前，“较优”者在后。

（4）若在主链上连有相同的取代基，则将取代基合并，用二、三……数字表示取代基的数目，写在取代基前面，各取代基的位次号仍须标出。例如：

（5）若同时可能有几个等长的主链时，要选择含取代基最多的碳链为主链。例如：

　　(6)若在主链的等距离两端同时遇到取代基且多于两个时，则要比较第二个取代基的位次大小，以取代基位次的代数和最小为原则。例如：

　　五、烷烃的物理性质

　　在有机化学中，物理性质通常是指化合物的聚集状态、气味、熔点（mp）、沸点（bp）、密度（ρ）、折射率（nΧD）、溶解度以及波谱数据等。

　　在室温和常压下，直链烷烃中从甲烷到丁烷都是气体；含5-15个碳原子的烷烃是液体；16及16个碳原子以上的是固体。不仅物态随着正烷烃同系物相对分子质量的增加而有明显的改变，其它一些物理性质如熔点、沸点、密度、折射率也呈现出规律性的变化。

　　从表11-3可以看出，正烷烃的熔点（前三个除外）和沸点基本上都是随着碳链的增长而变大。这是一个“量的变化会引起质的变化”的例证。

表11-3 正烷烃的物理常数

名称 熔点 沸点/℃ 相对密度 折射率（n20D） 甲烷 -183 -164 0.4661 - 乙烷 -183 -89 0.5462 - 丙烷 -187 -42 0.5853 - 正丁烷 -138 -0.5 0.5788 - 正戊烷 -130 36 0.6262 1.3575 正己烷 -95 69 0.6603 1.3751 正庚烷 -91 98 0.6838 1.3878 正辛烷 -57 126 0.7025 1.3974 正壬烷 -51 151 0.7179 1.4054 正癸烷 -30 174 0.7300 1.4102 正十一烷 -26 196 0.7402 1.4172 正十二烷 -10 216 0.7487 1.4216 正十三烷 -6 235 0.7564 1.4256 正十四烷 6 254 0.7628 1.4290 正十五烷 10 271 0.7685 1.4315 正十六烷 18 287 0.7733 1.4345 正十七烷 22 302 0.7780 (1.4369) 正十八烷 28 316 0.7768 (1.1390)