最简单的有机化合物—甲烷知识点

最简单的有机化合物最简单的有机化合物 甲烷甲烷 一 一 有机化合物有机化合物 1 有机化合物有机化合物 定义 含碳元素的化合物叫有机物 组成元素 除含碳元素外 常含有氢元素 氧元素 有些有机物还含有氮 硫 卤素 磷等元素 2 烃烃 仅由碳 氢两种元素组成的有机物称为碳氢化合物 也称为烃 甲烷是最简单的烃 二 甲烷 1 甲烷的结构和性质 1 物理性质 无色无味气体 难溶于水 密度比空气小 2 组成和结构 分子式结构式结构 简式比例模型空间构型 CH4CH4正四面体 3 化学性质 其中CH3Cl CH2Cl2 CHCl3 CCl4都不溶于水 除CH3Cl 是气体外 其他三种都是 液体 取代反应 有机物分子中的某些原子或者原子团被其他原子或原子团所替代的 反应 甲烷与氯气的取代反应条件 光照 各步反应同时进行 生成物是混合物 其中 HCl 最多 三 烷烃的结构和性质 1 通式 CnH2n 2 n 1 2 结构特点 每个碳原子都达到价键饱和 烃分子中碳原子之间以单键结合呈链状 剩余价键全部与氢原子结合 3 物理性质 随分子中碳原子数的增加 呈规律性的变化 4 化学性质 类似甲烷 通常较稳定 在空气中能燃烧 光照下与氯气发生取代反应 烷烃燃烧的通式为 CnH2n 2 O2nCO2 n 1 H2O 3n 1 2 点燃 丙烷与氯气反应生成一氯取代物的化学方程式为 CH3CH2CH3 Cl2CH3CH2CH2Cl HCl 或 CH3CH2CH3 Cl2 光照 光照 习惯命名法 1 表示 n 10 甲 乙 丙 丁 戊 己 庚 辛 壬 癸 n 10 对应汉字数字 2 碳原子个数相同 结构不同时 用正 异 新表示 3 举例 C6H14命名为己烷 C18H38命名为十八烷 C4H10的两种分子的命名 无支链时命名为正丁烷 有支链时命名为异丁烷 3 同系物与同分异构体 1 同系物 结构相似 分子组成上相差一个或若干个 CH2原子团的物质的互称 2 烷烃同系物 分子式都符合 CnH2n 2 如 CH4 CH3 CH3 CH3CH2CH3等互称为 同系物 同系物的判断方法 判断标准 同类不同碳 同类 互为同系物的物质均属于同一类 即分子结构相似 不同碳 互为同系物的物质碳原子数不同 即分子组成上相差一个或者若干个 CH2 原子团 组成特点 同系物必须结构相似 即组成元素相同 官能团种类 个数与连接方式相同 分子组成通式相同 同系物相对分子质量相差 14 或者 14 的整数倍 判断规律 一差 分子组成差一个或若干个 CH2原子团 二同 同通式 同结构 三注意 必为同一物质 结构类似 化学性质相似不完全相同 4 同分异构现象和同分异构体 1 同分异构现象 化合物具有相同分子式 不同结构的现象称为同分异构现象 2 同分异构体 具有同分异构现象的化合物的互称 如正丁烷 CH3CH2CH2CH3 和异 丁烷 1 同分异构体的判断 一同一不同 1 一同 分子式相同 相对分子质量相同 同分异构体的最简式相同 但最简式相同的化合物 不一定是同分异构体 如 C2H2与 C6H6 2 一不同 结构不同 即分子中原子的连接方式不同 同分异构体可以是同一类物质 也可以是 不同类物质 2 烷烃同分异构体的书写 1 遵循原则 主链由长到短 支链由整到散 位置由心到边 排列同 邻到间 2 书写步骤 先写出碳原子数最多的主链 写出少一个碳原子的主链 另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上 写出少两个碳原子的主链 另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上 以此类推 3 实例 以 C6H14为例 将分子中全部碳原子连成直链作为母链 C C C C C C 从母链一端取下一个碳原子作为支链 即甲基 依次连在主链中心对称线一侧的各 个碳原子上 此时碳架结构有两种 注意 不能连在 1 位和 5 位上 否则会使碳链变长 2 位和 4 位等效 只能用一个 否则重复 从母链上取下两个碳原子作为一个支链 即乙基 或两个支链 即 2 个甲基 依次连在主 链中心对称线一侧的各个碳原子上 两甲基的位置依次相同 相邻 此时碳架结构有两种 注意 2 位或 3 位上不能连乙基 否则会使主链上有 5 个碳原子 使主链变长 所以 C6H14共有 5 种同分异构体 3 同分异构体数目的判断 1 等效氢法 分子中有多少种 等效 氢原子 其一元取代物就有多少种 同一个碳原子上的氢原子属于 等效 氢原子 如中 CH3上的 3 个氢原子是 等效 氢原子 同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子属于 等效 氢原子 如 CH3CH2CH2CH3分子中有 2 种 等效 氢原子 即 CH3上的氢原子和 CH2 上的氢原子 同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于 等效 氢原子 如 分子中有 2种 等效 氢原子 2 换元法 一种烃如果有 m 个氢原子可被取代 那么它的 n 元取代物与 m n 元取代物种类相等 例 2 分子式为 C3H4Cl2且含有结构的有机物的同分异构体共有 不考虑立体 异构 A 3 种 B 4 种 C 5 种 D 6 种 特别提醒 1 在表示有机物分子的结构时 比例模型比结构式 球棍模型更能反映分子