高中化学 第3章 第1节 有机化合物的结构特点 课件 鲁科版必修2.ppt

2,有机化合物的结构特点,1甲烷的结构,正四面体,甲烷的空间构型是_形，它的结构式为,，结构简式为_。,ch4,如何证明甲烷的结构不是平面正方形，而是正四面体形？,种，即：,(氯原子相邻、相间)，应该是两,种不同的物质。但事实上化学式为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成立的，所以甲烷只能为正四面体结构，正四面体的任意两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结构而是正四面体结构。,2有机化合物结构的多样性,碳,4,共价键,单,有机化合物分子里都含有_原子。由于碳原子的最外层有_个电子，碳原子不仅可以通过_与其他原子结合形成分子，还可以彼此间以共价键构成_，再结合其他原子形成分子；碳原子之间可以是_键，也可以是_键或_键。这些是有机化合物结构多样性的一种表现。,3烷烃,碳链或碳环,双,叁,c,h,烃：仅含_和_两种元素的有机物，称为_，,也称为烃。,碳氢化合物,cc单键,全部,饱和,烷烃是指碳原子跟碳原子都以共价键结合成_，碳原子剩余的价键_跟氢原子相结合的_烃。,4同分异构现象和同分异构体,(1)定义,化学式,结构,化合物具有相同的_，但具有不同的_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同分异构体，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。,(2)正丁烷和异丁烷的比较,烷烃同分异构体之间熔沸点的变化规律：碳原子相同的烷烃，支链越多熔沸点越低，相对密度越小。,(ch3)2chch3,ch3(ch2)2ch3,(1)一般说来，有机化合物分子中的碳原子数越多，它的同分异构体数目就越多。例如：戊烷(c5h12)有3种同分异构体，己烷(c6h14)有5种同分异构体。,(2)在有机化合物中，同分异构现象非常普遍，这是有机化,合物结构多样性的又一表现。,1甲烷分子的结构,甲烷分子中，碳原子最外层上的4个电子分别与4个氢原子上的电子形成4个共价键。构成正四面体结构，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。表示方法如下：,2.烷烃,(1)概念：有机物分子里碳原子和碳原子之间全部以单键结合成链状，碳原子剩余的价键全部被氢原子所饱和的烃称为饱和链烃，又称烷烃。如乙烷、丙烷、丁烷等。它们的结构如下表所示：,(2)通式：若碳原子数为n，则氢原子数为2n2，烷烃的,分子通式为cnh2n2。,cnh2n2,(3)烷烃的性质：物理性质：烷烃的熔沸点都较低，密度较小，但随着分子中碳原子数的增加，呈现出规律性的变化：状态由气态到液态再到固态，熔沸点逐渐升高，密度逐渐增大；分子里碳原子数小于等于4的烷烃，在常温常压下都是气体；烷烃不溶于水，但易溶于有机溶剂。液态烷烃本身就是有机溶剂，如己烷。化学性质：烷烃的化学性质和甲烷相似，如通常不与强酸、强碱或强氧化剂反应，都不能使酸性高锰酸钾溶液或溴水退色；都能发生取代反应，取代反应是烷烃的特征反应；都具有可燃性，烷烃完全燃烧的通式为,3n12,o2,点燃,nco2(n1)h2o,(4)烷烃的命名,在分子内的碳原子数后加一个“烷”字，称为“某烷”。分子中碳原子数在十个以内时，用天干表示，即用甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸表示，如甲烷、丁烷等。分子中碳原子数在十个以上时，直接用大写数字来表示，,如十二烷、十八烷等。,对于碳原子数相同而结构不同的烷烃，一般在烷烃名称之前再加“正”“异”“新”等字加以区别，如正丁烷、异丁烷等。,3同分异构现象和同分异构体,(1)同分异构体概念的内涵有两点：一是分子式相同，二是结构不同，二者缺一不可。分子式相同必然相对分子质量相同，但相对分子质量相同不一定分子式相同，如co和c2h4、c2h6o和ch2o2均是相对分子质量相同，但分子式不相同。(2)同分异构现象广泛存在于有机化合物中，不仅存在于同类物质中，也存在于不同类物质之间，例如，ch3ch2oh和ch3och3(二甲醚)等。,(3)烷烃的同分异构体数目随分子中碳原子数的增多而增多。如ch4、ch3ch3、ch3ch2ch3均不存在同分异构体，而丁烷、戊烷的同分异构体的种数分别为2种、3种。,(4)烷烃同分异构体的写法,烷烃的同分异构体的书写规律可概括为：主链由长到短，,支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻、间。,以戊烷(c5h12)为例的同分异构体的写法：,先写出最长的碳链作为主链：cccccc(氢原,子及其个数省略),从主链的一端取下一个碳原子，依次连在主链中心对称,线一侧的碳原子上：,注意不能加在两端，否则会和前面重复，同时注意对称的,位置也会有重复。,从主链的一端取下两个碳原子：,a把取下的两个碳原子当作一个支链加在主链上：,b把两个碳原子作为两个支链加在主链上：,从主链上取下的碳原子，不得多于主链上剩余的碳原子，,否则一定会重复。,例1.下列事实中能证明甲烷分子是以碳原子为中心的正四,面体结构的是(,)。,ach3cl只代表一种物质bch2cl2只代表一种物质cchcl3只代表一种物质dccl4只代表一种物质,答案：b,解析：对于甲烷的正四面体结构，因为其4个顶点的位置完全相同，所以它的一氯代物(ch3cl)、二氯代物(ch2cl2)、三氯代物(chcl3)、四氯代物(ccl4)都只有一种。而如果甲烷是平面正方形结构，虽然4个ch键都完全相同，但4个顶点的氢原子的位置关系却不同，可能相邻，也可能相间，所以虽然ch3cl、chcl3、ccl4都只有一种，但ch2cl2却有两种，一种是两个氯原子相邻，另一种是两个氯原子相间。由ch2cl2只有一种这一点可以判断出ch4为正四面体结构，而不是平面正方形结构。,例2.下列有关烷烃的叙述中，不正确的是(,)。,c,a在烷烃分子中，所有的化学键都为单键b所有的烷烃在光照条件下都能与cl2发生取代反应c烷烃的分子通式为cnh2n2，符合该通式的烃不一定是烷烃d随着碳原子数的增加，烷烃的熔沸点逐渐升高解析：烷烃中的碳碳键、碳氢键均为单键，且烷烃在光照条件下都能与cl2发生取代反应，这是烷烃的结构特征和反应特征，故a、b正确；由于烷烃分子的通式cnh2n2中的c原子已达饱和，所以符合cnh2n2的有机物只可能为烷烃，故c错误；由于随着c原子数的增加，烷烃的相对分子质量增大，其熔沸点升高，故d正确。,变式训练1.下列不属于烷烃性质的是(,)。,b,a它们燃烧时生成二氧化碳和水b它们都溶于水c它们都能跟卤素发生取代反应d通常情况下，它们跟酸、碱和氧化剂都不反应烷烃的结构和甲烷相似，分子内原子间都以单键相连，结构相似，性质也相似。,例3.(2010湖南师大附中高一检测)正丁烷与异丁烷互为同,分异构体的依据是(,)。,d,a具有相似的化学性质b具有相同的物理性质c分子具有相同的空间结构d分子式相同，但分子内碳原子的连接方式不同解析：分子式相同，结构不同的物质互称同分异构体，同分异构体空间结构不同，化学性质也不一定相似，物理性质不相同。,变式训练2在1.01105pa下，测得的某些烷烃的沸点见,下表。,据表分析，下列选项正确的是(,)。,d,a在标准状况下，新戊烷是气体b在1.01105pa、20时，c5h12都是液体c烷烃随碳原子数增加，沸点降低dc5h12随支链增加，沸点降低解析：新戊烷的沸点是9.5，标准状况下是液体，20时是气体，a、b均错误；烷烃随碳原子数的增加，沸点升高，c错误；c5h12的三种同分异构体中，随支链数增加，沸点降低，d正确。,例4.(2010吉林长春高一检测)已知丙烷的二氯代物有4种,)。,c,同分异构体，则其六氯代物的同分异构体的数目为(a2种b3种c4种d5种,解析：二氯丙烷：丙烷(c3h8)分子主链上有两个氢原子被氯原子取代氯原子有4种位置关系二氯丙烷的同分异构体有4种；六氯丙烷：全氯丙烷(c3cl8)分子主链上有两个氯原子被氢原子取代氢原子有4种位置关系六氯丙烷的同分异构体有4种，故选c项。,例5.有下列几组物质：,c红磷和白磷,b甲烷和己烷d正丁烷和异丁烷,其中，属于同分异构体的是_；属于同位素的是_；属于同素异形体的是_；属于同一种物质的是_。,d、f,a,c,e,1.(双选)下列分子中与甲烷分子空间构型相同的是(,)。,bd,achcl3ccfcl3,bccl4dcf4,解析：只有甲烷的四个氢原子被同一原子取代时，产物才是正四面体。,2同分异构体现象是有机化学中的一种普遍现象，下列有,关同分异构体的叙述中正确的是(,)。,a,a分子式相同而结构式不同的化合物互称同分异构体b组成成分相同而结构式不同的物质互称同分异构体c互为同分异构体的物质性质相同d互为同分异构体的物质物理性质相同解析：互为同分异构体的物质必须是化合物，故b项错误；同分异构体的化学性质相似，物理性质不同，故c、d项错误。,3.下列烷烃分子中进行一氯取代反应后，只能生成三种沸,点不同产物的是(,)。,d,解析：生成三种沸点不同的一氯产物，说明上述烷烃的一氯代物只有三种同分异构体。,a(ch3)2chch2ch2ch3b(ch3ch2)2chch3c(ch3)2chch(ch3)2d(ch3)3cch2ch3,4.(2010山东青岛高一检测)下列说法正确的是(,)。,b,a碳碳间以单键结合，碳原子剩余价键全部与氢原子结合的烃一定是饱和链烃b分子组成符合cnh2n2的烃一定是烷烃c正戊烷分子中所有碳原子均在一条直线上d新戊烷的一氯取代物有2种解析：a项符合条件的烃为饱和烃，可为烷烃，也可为环烷烃，但分子组成符合cnh2n2的烃一定为烷烃，故a错误，b正确；在烷烃分子中与碳原子紧邻的四个原子构成四面体形，所以正戊烷分子中所有碳原子呈锯齿形，而非直线形，故c错误；新戊烷分子完全对称，分子中只有一种氢原子，故一氯取代物只有一种，故d错误。,内容特点,本节是在学生初中已有的个别有机化合物的概念的基础上，进一步了解有机化学的发展过程、研究范畴以及对生产、生活、环境的重要作用。从碳的原子结构和成键方式入手，以甲烷、乙烷、丙烷和丁烷等同系列及丁烷的同分异构现象为例，说明有机化合物结构的多样性是导致有机物种类繁多的原因。取代反应是烷烃的特征反应，因此甲烷的取代反应是本节的重点内容之一。教材在实验的基础上使学生了解取代反应，然后以球棍模型形象地说明取代反应的本质，帮助学生建立取代反应的概念。,本节的知识框架为：,教学指要,首先以初中已有的化学知识为基础，引导学生对有机化合物与无机化合物进行比较，然后进行本节的教学。本节内容可以安排成两个知识模块：甲烷的结构和性质、同分异构现象。具体建议如下：,通过“观察思考”让学生观察实