高中化学 （课标点击+预习导学+典例精析+课堂导练）第3章 第1节 第2课时 有机化合物的结构特点同步辅导与检测课件 鲁科版必修2.ppt

第1节认识有机化合物第2课时有机化合物的结构特点 1 从身边接触的种类不同的有机物联想质疑 初步认识有机化合物种类繁多的原因 2 了解甲烷的结构 并能结合碳原子成键方式 同分异构现象认识有机化合物结构的多样性 学会书写1 4个碳原子烷烃的结构式 结构简式 3 以甲烷为例 认识有机化合物分子具有立体的结构 初步培养空间想象能力 知识清单 甲烷的结构 1 烃的概念仅由 和 两种元素组成的有机物称为烃 又称 其通式可表示为 y为偶数 且y 2x 2 烃 字取了 碳 和 氢 两个字的偏旁组合而成 其音 ting 则是取了 碳 tan 和 氢 qing 的声母和韵母 是组成最简单的烃 碳氢碳氢化合物cxhy甲烷 2 结构式和结构简式结构式 用短线 表示原子所形成的共价键 进而表示物质结构的式子称为 结构简式 省略了部分短线 的结构式称为 3 甲烷的组成和结构 结构简式 结构式 特别提示 上图中的式子或模型 都从不同的侧面不同程度地表达了分子的组成与结构情况 电子式和结构式突出表达了分子里原子间连接的顺序和方式 化学键 结构简式是结构式的简化形式 但它们不能表示分子真实的空间结构 球棍模型以逼真的形式突出表达了分子里原子间连接的顺序 方式以及原子的相对体积和空间分布 分子的空间构型 比例模型以逼真的形式突出表达了分子里原子间连接的顺序 原子的相对体积和空间分布 分子的空间构型 应用思考 如何证明甲烷是正四面体结构呢 提示 甲烷分子中有4个等同的c h键 在空间可能有两种对称分布 正四面体结构和平面正方形结构 甲烷无论是正四面体还是平面正方形 其一氯代物 三氯代物和四氯代物均只有1种 假若甲烷是平面正方形结构 四个氢原子的位置虽然也相同 但是相互间存在相邻和相间的关系 则其分子里的2个氢原子被氯原子取代得到的ch2cl2却应该有2种 即 氯原子相邻 相间 应该是两种不同的物质 但事实上对应化学式为ch2cl2的物质只有一种熔沸点 即ch2cl2只有一种物质 因此 假设甲烷是平面正方形结构是不能成立的 所以甲烷只能为正四面体结构 因为正四面体的二个顶点总是相邻关系 可见 用甲烷的二氯代物只有1种这一事实 可以证明甲烷的结构不是平面正方形 而是正四面体型 综合拓展 常见四面体的类型 无心四面体和有心四面体 1 无心四面体 四面体的中心没有原子 原子都位于四面体的顶点上 如下图所示 四原子分子形成的四面体都是无心四面体 如白磷分子 2 有心四面体 四面体的中心有1个原子 四面体的顶点上分别有4个原子 如下图所示 图中实线示键 虚线示形 五原子分子形成的四面体都是有心四面体 如ch4 ch3cl ch2cl2 chcl3 ccl4 nh 4等 特别提示 由图示我们可以看出 内空的四面体的面都是正三角形 故键与键之间的夹角为60 而有心四面体中 键与键的夹角为109 5 尝试应用 1 下列各图均能表示甲烷的分子结构 其中不能反映出甲烷是正四面体结构的是 解析 b是甲烷的结构式 它只能表示c原子和h原子的连接方式 而无法表达出甲烷的空间构型 c是甲烷的球棍模型 d是甲烷的填充模型 都能很好反映出甲烷的空间构型 答案 b 2 二氟甲烷是性能优异的环保产品 它可代替某些会破坏臭氧层的 氟利昂 产品 用作空调 冰箱和冰冻库的制冷剂 试判断二氟甲烷的结构简式 a 有4种b 有3种c 有2种d 只有1种 解析 因为甲烷是正四面体结构 正四面体的任何两个顶点总是相邻的 因此 二氟甲烷只有一种结构简式 答案 d 知识清单 烷烃 有机物结构的多样性以及同分异构体 1 常见烷烃及其结构烷烃的概念 分子里碳原子和碳原子都以 结合成链状 碳原子剩余的价键全部跟 结合的 饱和 烃叫做烷烃 又叫做 如 乙烷 c2h6 丙烷 c3h8 丁烷 c4h10 等 它们的结构式分别表示如下 1 单键氢原子饱和链烃 2 有机物结构多样性的原因 有机物分子中都含有碳原子 由于碳原子的最外层有4个电子 可以与其他的原子形成 共价键 碳原子彼此之间还可以通过共价键构成长的 或 碳原子之间可以通过 或 结合 c原子也可与其他原子成键 正是这一结构的多样性 才导致了有机化合物种类繁多 数量巨大 才使有机化合物大家族异彩纷呈 拥有许多性质奇妙 功能特异的物质 碳碳单键碳碳双键碳碳三键 4个 碳链碳环 3 同分异构体定义 化合物具有相同的 但具有不同 的现象 叫做同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互称为 如正丁烷与异丁烷就是丁烷的两种同分异构体 属于两种化合物 分子式结构同分异构体 正丁烷与异丁烷的比较 应用思考 你能写出4个碳原子相互结合的方式吗 答案 提示 综合拓展 烷烃同分异构体的书写规律烷烃同分异构体书写规律 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 排列对 邻 间 选择最长的碳链为主链 找出中心对称线 碳原子必须满足4个键 主链上的链端不能接甲基 主链上的第二个碳原子或倒数第二个碳原子不能接乙基 否则主链会改变 而写出重复结构 如书写戊烷 c5h12 同分异构体的方法是 先写出碳链最长的直链烃 ch3ch2ch2ch2ch3 从主链上减少一个 ch3作为取代基 支链 在所得主链上依次移动可能的位置 得 再从主链上减少一个碳原子作为所得主链的取代基 得 故c5h10的异构体共有三种 依次称为正戊烷 异戊烷 新戊烷 特别提示 烷烃从丁烷开始才出现同分异构体 且丁烷有两种同分异构体 即正丁烷换为异丁烷 而戊烷有三种同分异构体 及正戊烷 异戊烷和新戊烷 甲烷的结构 下列叙述能说明甲烷分子是正四面体形而不是平面正四边形的是 a 甲烷分子里4个c h键的键长相等b 甲烷分子里任意两个c h键之间的夹角都相等c 一氯甲烷没有同分异构体d 二氯甲烷没有同分异构体 解析 由甲烷分子的组成可知 其空间构型既可以是正四面体 也可以是平面正四边形 要注意找出两者的共性和差异性 说明甲烷分子具有正四面体的特征才具有说服力 键长相等 一氯代物没有同分异构体是二者的共性 相邻c h键之间的夹角相等 都是109 28 是正四面体的特征 正四边形相邻c h键之间的夹角有的是90 有的是180 平面正四边形的二氯代物有邻位和间位两种异构体 而正四面体形的则无异构现象 故b d符合题意 答案 bd 变式训练 1 双选题 有一种ab2c2型分子 在该分子中以a为中心原子 下列关于它的分子构型和有关同分异构体的各种说法正确的是 a 假如为平面四边形 则有两种同分异构体b 假如为四面体 则有二种同分异构体c 假如为平面四边形 则无同分异构体d 假如为四面体 则无同分异构体 解析 假如为平面四边形结构 四个原子中的两个相同的原子的位置相互间存在相邻和相间的关系 即和 应该是两种同分异构体 假如为正四面体结构 因为正四面体的两个顶点总是相邻关系 则无同分异构体 答案 ad 同分异构体 主链含5个碳原子 有甲基 乙基2个支链的烷烃有 a 2种b 3种c 4种d 5种 变式训练 2 下列化学式不只表示一种物质的是 a c3h8b c4h10c chcl3d ch2cl2 解析 正丁烷和异丁烷的分子式都是c4h10 c3h8 丙烷 chcl3 三氯甲烷 ch2cl2 二氯甲烷 都只表示一种物质 答案 b 1 下列关于烃的说法中正确的是 a 烃是指分子里含有碳 氢元素的化合物b 烃是指分子里含有碳元素的化合物c 烃是指燃烧后能生成co2和h2o的化合物d 烃是指仅由碳和氢两种元素组成的化合物 解析 只说分子里含有碳 氢元素 并没有指明是否含有其他元素 这种说法不严密 含碳的化合物种类繁多 烃仅是其中的一种 燃烧后生成co2和h2o的化合物可能是烃 也可能是含碳 氢 氧的化合物 仅由碳 氢两种元素组成的化合物才是烃 答案 d 9 有两种气态烷烃的混合物 在标准状况下其密度为 1 16g l 1 则关于混合物组成的说法正确的是 a 一定有甲烷 b 一定有乙烷 c 可能是甲烷和戊烷的混合物 d 可能是乙烷和丙烷的混合物 解析 气态烷烃混合物