高中化学 3.1.2 有机化合物的结构特点同步课件 鲁科版必修2.ppt

第2课时有机化合物的结构特点 1 烃的概念仅由和两种元素组成的有机化合物总称为烃 又叫 是组成最简单的烃 笃学一有机化合物分子中碳原子成键的特点 碳 氢 碳氢化合物 甲烷 4 4 共用电子 4 4 共价 ch4 ch4 2 结构特点 甲烷分子呈结构 碳原子位于 个氢原子分别位于 上 正四面体 正四面体的中心 4 正四面体的4个顶点 3 有机化合物的分子结构特点 1 碳原子与其他原子碳原子的最外层有 个电子 碳原子能与其他原子通过条 结合形成分子 2 碳原子与碳原子间 碳原子之间可以形成 或 多个碳原子间以构成或 4 4 共价键 共用电子 单键 双键 叁键 共价键 碳链 碳环 4 烷烃的分子结构特点 1 烷烃的含义 除了甲烷外 还有一系列和与甲烷相似的烃 如乙烷 丙烷 丁烷等 这类烃称为烷烃 2 烷烃的结构特点 烷烃分子中每个碳原子间以结合成 碳原子的其他价键都被所饱和 结构 性质 单键 链状 氢原子 1 同分异构体有关的概念 1 同分异构现象化合物具有相同的 但具有的现象 叫做同分异构现象 2 同分异构体具有相同而的互为同分异构体 笃学二同分异构现象和同分异构体 分子式 不同结构 分子式 结构不同 化合物 2 同分异构体的规律一般来说 有机化合物分子中的碳原子越多 它的就越多 如丁烷有种同分异构体 戊烷有种同分异构体 己烷有种同分异构体 同分异构体数目 2 3 5 3 同分异构现象与有机化合物种类的关系在有机化合物中 是有机物结构多样性的又一表现 有机物结构多样性是导致有机化合物种类繁多 数量巨大的主要原因 同分异构现象 慎思1 通过上述三种分子的球棍模型 说明其结构特点 提示ch4 ccl4的结构都是正四面体结构 ch3cl的结构是四面体 而非正四面体 慎思2 随着碳原子的增多 烷烃熔沸点有什么变化趋势 提示随着碳原子增多 熔沸点逐渐升高 慎思3 同分异构现象只存在于有机化合物之间吗 提示不是只存在于有机化合物之间 只要满足分子式相同 结构不同的化合物都可以互称为同分异构体 例如尿素 co nh2 2 和氰酸铵 nh4cno 慎思4 讨论判断分析下列表格中烃的排列规律 判断排列在第15位烃的分子式提示c6h14 1 甲烷的分子结构在甲烷分子中 碳原子分别与4个氢原子形成4个共价键 科学实验证明 甲烷分子中的5个原子不在同一平面上 而是构成一个正四面体 碳原子位于正四面体的中心 4个氢原子分别位于正四面体的4个顶点上 要点一 甲烷的分子结构及烷烃的分子结构与性质 甲烷分子的分子式为ch4 电子式为 结构式为 结构简式为ch4 2 烷烃的分子结构及性质 1 乙烷和丙烷的分子式 结构式和结构简式 2 烷烃的结构由乙烷 丙烷的结构式可以看出 烷烃的分子中碳原子间以碳碳单键相连 碳原子的其他价键都被氢原子所饱和 这是所有烷烃所共同具有的结构特点 即在烷烃的烃分子里 碳原子之间都以碳碳单键结合成链状 碳原子的其余价键全部跟氢原子结合 每个碳原子的化合价均已充分利用 达到 饱和 设一个烷烃分子中碳原子个数为n n为正整数 n 1 由乙烷和丙烷的分子式可以推知烷烃的通式为cnh2n 2 例1 下列关于甲烷的说法正确的是 a 甲烷分子中c h间是离子键b 甲烷分子是空间正方体结构c 甲烷的结构式为ch4d 甲烷分子中4个碳氢键是完全等同的 解析甲烷分子中c h间是通过共用电子形成的共价键 故a项错误 甲烷分子是空间正四面体结构 故b项错误 ch4是甲烷的分子式 结构简式 故c项错误 答案d 化学式概念辨析化学式是指用元素符号表示物质组成和结构的式子 常见的化学式有实验式 分子式 结构式和结构简式等 实验式表示物质组成的最简单的化学式 又称最简式 它能表示分子中所含原子的种类和原子个数比 但不能表示分子之间每种原子的具体个数 分子式表示分子内原子的种类和数目 它是能够精确表示物质的分子组成和相对分子质量的化学式 结构式它是用短线来表示共用电子 省略未成键电子的化学式 它表示分子中原子与原子结合情况 包括原子间相结合的键数 但它并不能表示出分子中原子的空间排布 结构简式结构式写起来比较麻烦 在实际应用中常将结构式中的碳碳单键和碳氢键省略 所得到的就是结构简式 体验1 下列性质的叙述中 属于烷烃特征性质的是 a 完全燃烧的产物只有二氧化碳和水b 它们几乎不溶于水c 它们是非电解质d 分子的通式为cnh2n 2 能与氯气发生取代反应 解析所有烃完全燃烧的产物均只有h2o和co2 因此a项错误 大多数有机物都难溶于水 故b项也不是烷烃的特征性质 很多有机物是非电解质 如蔗糖 这是大多数有机物的性质 而不是烷烃的特征性质 故c项错误 烷烃的结构均达到了饱和 故通式为cnh2n 2 且能与氯气发生取代反应 因此d项正确 答案d 要点二 烃的燃烧的有关规律 2 生成的水为液态若生成水为液态时 则不论气态烃所含氢原子数多少 总是 v 0 由以上分析可知 烃类的燃烧前后气体总体积的变化与分子中碳原子数无关 主要取决于分子中氢原子的数目及水的状态 例2 下列各组有机化合物中 不论两者以什么比例混合 只要总质量一定 则完全燃烧时消耗o2的质量和生成h2o或co2的质量不变的是 a ch4 c2h6b c2h6 c3h6c c2h4 c3h6d c2h4 c3h4 答案c 本题综合考查烃完全燃烧的耗氧量和生成水 二氧化碳的量的比较 通过本题可得出规律 最简式相同的有机物 不论以何种比例混合 只要混合物的总质量一定 完全燃烧后生成co2和h2o及消耗o2的总量就一定 体验2 在常温常压下 取下列各气态烃各1mol 分别在足量的氧气中充分燃烧 消耗氧气最多的是 a ch4b c2h6c c3h8d c4h10 答案d 1 对于给出结构简式是否是同分异构体的题目解析此类题目一般分为两步 第一步由结构简式写出分子式 判断分子式是否相同 第二步根据结构简式判断结构是否真正不同 要注意 同一物质的不同写法的情况 如一氯甲烷可以写成 要点三 同分异构体的判断 同分异构体的分子式相同 因此其相对分子质量也相同 但相对分子质量相同的化合物不一定互为同分异构体 如no和c2h6 2 烃的一元取代物的异构 取代等效氢法 1 等效氢的含义有机物分子中位置等同的氢叫等效氢 分子中等效氢原子有如下情况 分子中同一个碳原子上连接的氢原子等效 同一个碳原子上所连接的甲基上的氢原子等效 如新戊烷 可以看作四个甲基取代了甲烷分子中的四个氢原子而得 其四个甲基等效 各甲基上的氢原子完全等效 也就是说新戊烷分子中的12个h原子是等效的 分子中处于镜面对称位置 相当于平面镜成像时 物与像的关系 上的氢原子是等效的 如子中的18个h原子是等效的 2 取代等效氢法要领利用等效氢原子关系 可以很容易判断出有机物的一元取代物异构体数目 其方法是先写出烃 碳架 的异构体 观察分子中互不等效的氢原子有多少种 则一元取代物的结构就有多少种 例3 下列各物质 o2和o3 12c和14c c2h6和c3h8 1 互为同位素的是 2 互为同素异形体的是 3 同属于烷烃的是 4 互为同分异构体的是 解析同位素是指质子数相同中子数不同的同种元素的原子间的互称 同素异形体是指同种元素形成的结构不同的单质 同分异构体是指分子式相同结构不同的物质 故这样不难得出正确的答案 答案 1 2 3 4 同位素 同素异形体 同分异构体和同一物质之间的区别 体验3 下列有机物中 互为同分异构体的是 ch2chch3 ch3ch2ch3 hccch3 ch3ch2ch2ch3a 和 b 和 c 和 d 和 解析 的分子式是c3h6 的分子式是c3h6 的分子式是c3h8 的分子式是c3h4 的分子式是c4h8 的分子式是c4h10 只有 和 的分子式相同 结构不同 互为同分异构体 答案a 规律探究十四烷烃的同分异构体的书写规律 知识支持 1 烷烃同分异构体的书写方法规律同分异构体是指分子式相同 结构式不同的化合物 结构不同有碳链异构 官能团异构 官能团位置异构等形式 就烷烃的同分异构体只是限于碳链异构 而碳链异构是指因碳原子的结合顺序不同而引起的异构现象 同分异构体的书写方法规律 1 书写碳骨架先写最长的碳链 然后依次写出少一个碳原子的碳链 把摘下的碳原子由整体到分开的原则 分别按一定的顺序挂到相应的碳链上去 在书写过程中 往往采用以下口诀来书写 支链由整到散 位置由心到边 等位不重挂 挂内不挂端 2 氢饱和 按 碳四键 的原理 碳原子剩余的价键用氢原子去饱和 就可得所有同分异构体的结构简式 2 同分异构体的书写以戊烷 c5h12 为例 1 先写出碳架结构 先写出最长的碳链的碳架结构c c c c c 正戊烷 然后写少一个碳原子的直链的碳架结构 异戊烷 然后再写少两个碳原子的直链的碳架结构 a 把剩下的两个碳原子当作一个支链加在主链上 b 把剩下的两个碳原子分别作两个支链加在主链上 新戊烷 2 补氢按 碳四键 的原理 碳原子剩余的价键用