脂環(huán)烴(環(huán)炔烴,單環(huán)脂烴,結(jié)構(gòu),性質(zhì),命名,分類)

　　一、脂環(huán)烴的分類和命名

　　脂環(huán)烴分為飽和環(huán)烴和不飽和脂環(huán)烴。飽和脂環(huán)烴稱為環(huán)烷烴；不飽脂環(huán)烴又分為環(huán)烯烴和環(huán)炔烴。環(huán)烷烴和環(huán)烯烴較多見，環(huán)炔烴則較少見。依環(huán)數(shù)多少又可把脂環(huán)烴分為單環(huán)脂烴和多環(huán)脂烴。

　　環(huán)烷烴中只有一個(gè)碳環(huán)的稱為單環(huán)烷烴，它的通式為CnH2n，與單烯烴互為同分異構(gòu)體。單環(huán)烷烴可分為大環(huán)（環(huán)上的碳原子數(shù)≥12）、中環(huán)（8～11個(gè)碳）、普通環(huán)（5～7個(gè)碳）和小環(huán)（3～4個(gè)碳）。到目前為止，已知的大環(huán)有三十碳環(huán)，最常見的是五碳環(huán)（環(huán)戊烷）和六碳環(huán)（環(huán)己烷）。

　　單環(huán)烷烴的命名是根據(jù)組成環(huán)的碳原子數(shù)為環(huán)某烷。例如：

環(huán)上如有取代基時(shí)，取代基的位次盡可能采用最小數(shù)標(biāo)出；若有不同取代基時(shí)，則以含碳最少的取代基作為1位。例如：

單環(huán)烯烴的命名，稱為環(huán)某烯。標(biāo)明雙鍵位置以最小的數(shù)為原則。若有取代基時(shí)，取代基的位置數(shù)則以雙鍵為準(zhǔn)依次排列。例如：

脂環(huán)烴中具有幾個(gè)環(huán)（常見的為雙環(huán)）且共用一個(gè)、兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子的叫做多環(huán)脂烴。

　　二、環(huán)烷烴的結(jié)構(gòu)

　　環(huán)烷烴中的碳原子也是sp3雜化的，它們的雜化軌道之間的夾角應(yīng)為109°28′。但環(huán)丙烷的三個(gè)碳原子在一個(gè)平面上，C-C間的sp3雜化軌道沒有在兩原子核連線的方向上重疊，也就是沒有達(dá)到最大程度的重疊，如圖12-1。所以分子內(nèi)存在一種達(dá)到最大重疊的傾向，這種傾向就叫做“張力”。因此內(nèi)能較高，環(huán)不穩(wěn)定。環(huán)丁烷的情況與環(huán)丙烷相似，分子中也存在著張力，但比環(huán)丙烷要穩(wěn)定得多。

圖13-1　環(huán)丙烷中sp³雜化軌道重疊示意圖

　　五個(gè)碳以上的環(huán)烷烴環(huán)上的碳的碳原子并不都在同一平面上，C-C鍵角為109°28′左右。例如環(huán)戊烷的組成環(huán)的五個(gè)碳中只有四個(gè)是處在同一個(gè)平面上，另一個(gè)碳在平面外。這樣的結(jié)構(gòu)在不斷地翻動(dòng)著，處于平面外的碳沿著環(huán)迅速地變換。因而環(huán)戊烷是一個(gè)有一只角向上的近平面結(jié)構(gòu)。

環(huán)戊烷

　　環(huán)己烷有四個(gè)碳原子在一個(gè)平面上，其它兩個(gè)碳一個(gè)在此平面的上方，另一個(gè)在這個(gè)平面的下方（椅型）；或者兩個(gè)都在此平面的上方（船型）。

椅式　　　　　　　船式

　　環(huán)己烷的六個(gè)成環(huán)碳原子不共平面，C-C-C鍵角保持正常鍵角109°28′。通過鍵的扭動(dòng)可 以得到椅型和船型兩種不同的排列方式。

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