最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物-----甲烷

1、3.1 最簡(jiǎn)單的有機(jī)最簡(jiǎn)單的有機(jī)化合物化合物-甲烷甲烷一、甲烷的物性及存在一、甲烷的物性及存在二、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)二、甲烷的分子組成和結(jié)構(gòu)1、甲烷的化學(xué)式、甲烷的化學(xué)式(分子式分子式)：CH4 2、電子式：、電子式： 3、 結(jié)構(gòu)式：結(jié)構(gòu)式： 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式：CH4 知識(shí)拓展知識(shí)拓展-共價(jià)鍵性質(zhì)的參數(shù)共價(jià)鍵性質(zhì)的參數(shù)1、鍵長(zhǎng)：成鍵的兩個(gè)原子或離子的核、鍵長(zhǎng)：成鍵的兩個(gè)原子或離子的核間距離。間距離。鍵長(zhǎng)決定分子的穩(wěn)定性，一般說來，鍵長(zhǎng)越短，鍵越強(qiáng)，也越穩(wěn)定。鍵長(zhǎng)的大小與成鍵微粒的半徑大小有關(guān)。如鍵長(zhǎng)：HCl HBr HBr HI。2、鍵能：拆開、鍵能：拆開1 mol某鍵所需的能量某鍵所需的

2、能量叫鍵能。單位：叫鍵能。單位：kJ/mol。鍵能決定分子的穩(wěn)定性，鍵能越大，鍵越牢，分子越穩(wěn)定。3、鍵角：分子中相鄰的兩個(gè)鍵之間的夾角。、鍵角：分子中相鄰的兩個(gè)鍵之間的夾角。鍵角決定分子的空間構(gòu)型，凡鍵角為180的為直線型，如：CO2；凡鍵角為10928的為正四面體，如：CH4。拓展資料：甲烷分子結(jié)構(gòu)的參數(shù)：拓展資料：甲烷分子結(jié)構(gòu)的參數(shù)：1、鍵角都是、鍵角都是: 1090282、鍵長(zhǎng)、鍵長(zhǎng) ：1091010m3、鍵能、鍵能 : 413 kJ/mol4、分子結(jié)構(gòu)：對(duì)稱的正四、分子結(jié)構(gòu)：對(duì)稱的正四面體結(jié)構(gòu)面體結(jié)構(gòu)三、甲烷的化性三、甲烷的化性知識(shí)拓展可燃冰知識(shí)拓展可燃冰 未來的新能源未來的新能源

3、可燃冰簡(jiǎn)介：學(xué)名可燃冰簡(jiǎn)介：學(xué)名“天然氣水合物天然氣水合物”，也稱，也稱氣體水合物，是由天然氣與水分子在高壓氣體水合物，是由天然氣與水分子在高壓（100大氣壓或大氣壓或10MPa）和低溫（）和低溫（010）條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。因天然氣條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)。因天然氣中中80%90%的成分是甲烷，故也有人叫的成分是甲烷，故也有人叫“甲甲烷水合物烷水合物”。天然氣水合物多呈白色或淺灰。天然氣水合物多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以像酒精塊一樣色晶體，外貌類似冰雪，可以像酒精塊一樣被點(diǎn)燃，故也有人叫它被點(diǎn)燃，故也有人叫它“可燃冰可燃冰”。從微觀。從微觀上看其分子結(jié)構(gòu)就像一個(gè)一個(gè)

4、上看其分子結(jié)構(gòu)就像一個(gè)一個(gè)“籠子籠子”，由，由若干水分子組成一個(gè)籠子，每個(gè)籠子里若干水分子組成一個(gè)籠子，每個(gè)籠子里“關(guān)關(guān)”一個(gè)甲烷氣體分子一個(gè)甲烷氣體分子 HCHHHClClHCHHHClCl+光照光照HCHHClClClHCHHClClCl+光照光照取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原取代反應(yīng)：有機(jī)物分子里的某些原子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)子或原子團(tuán)被其他原子或原子團(tuán)所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。所代替的反應(yīng)叫取代反應(yīng)。取代反應(yīng)是烷烴的特征反應(yīng)，但反應(yīng)物必取代反應(yīng)是烷烴的特征反應(yīng)，但反應(yīng)物必須是純鹵素，條件也較特別。須是純鹵素，條件也較特別。四、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)四、烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)1、烷烴的定義：、烷

5、烴的定義：碳原子之間碳原子之間只只以單鍵相結(jié)合，剩余以單鍵相結(jié)合，剩余的價(jià)鍵的價(jià)鍵均均與氫原子結(jié)合，使每個(gè)碳與氫原子結(jié)合，使每個(gè)碳原子的化合價(jià)都達(dá)到原子的化合價(jià)都達(dá)到“飽和飽和”，像，像這樣的烴叫做這樣的烴叫做“飽和烴飽和烴 ”，也稱為，也稱為烷烴。烷烴。乙烷乙烷 丙烷丙烷 丁烷丁烷CHHHCHHHCHHHCCHHHHHCHHHCCHHHHCHHHCH3CH3CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH3 規(guī)律：規(guī)律：(1) 隨著分子里含碳原子數(shù)的增加，隨著分子里含碳原子數(shù)的增加，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高，相對(duì)密度逐熔點(diǎn)、沸點(diǎn)逐漸升高，相對(duì)密度逐漸增大漸增大(2) 分子里碳原子數(shù)等于或小于分子里碳原子數(shù)

6、等于或小于4的的烷烴在常溫常壓下都是氣體，其他烷烴在常溫常壓下都是氣體，其他烷烴在常溫常壓下都是液體或固體。烷烴在常溫常壓下都是液體或固體。(3) 烷烴的相對(duì)密度都小于水的密度烷烴的相對(duì)密度都小于水的密度思考思考造成烷烴熔沸點(diǎn)隨碳原子造成烷烴熔沸點(diǎn)隨碳原子數(shù)增多而升高的原因是什么呢？數(shù)增多而升高的原因是什么呢？ 組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越組成和結(jié)構(gòu)相似，相對(duì)分子量越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越大，分子間作用力越大，熔沸點(diǎn)越高。高。五、同系物五、同系物1、定義：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上、定義：結(jié)構(gòu)相似，在分子組成上相差一個(gè)或若干個(gè)相差一個(gè)或若干個(gè)CH2原子團(tuán)的物原子團(tuán)的物質(zhì)互稱為同系物。質(zhì)互稱

7、為同系物。H3CCH3H3CHCCH3H2CCH3CHH2CCH3CHH2CH2CCH3H2CH3COHH2CH3CH2CCH3H2CH2CCH2H2CCH2H2CCH2H2CCH2H2CHCH2CCH2H2CCH3點(diǎn)擊試題下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物點(diǎn)擊試題下列各組內(nèi)的物質(zhì)不屬于同系物的是的是( )A、B、C、D、2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：(1) 同系物屬于同一類物質(zhì)，且有相同系物屬于同一類物質(zhì)，且有相同的通式。同的通式。(2) 式量相差一定是式量相差一定是14的倍數(shù)。的倍數(shù)。(3) 同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性同系物的化學(xué)性質(zhì)相似，物理性質(zhì)隨著碳原子數(shù)的增加而發(fā)生規(guī)律質(zhì)隨著碳原子數(shù)的增加而發(fā)生規(guī)律

8、性的變化性的變化 六、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體六、同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體1、定義：、定義： 具有相同的分子式，但具有不具有相同的分子式，但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)同分異構(gòu)現(xiàn)象象 具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互稱為稱為同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體。2、特點(diǎn)：、特點(diǎn)：(1) 分子式相同，即化學(xué)組成和相對(duì)分子分子式相同，即化學(xué)組成和相對(duì)分子質(zhì)量相同質(zhì)量相同(2) 可以是同類物質(zhì)，也可以是不同類物可以是同類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)質(zhì)(3) 同分異構(gòu)現(xiàn)象是產(chǎn)生有機(jī)物種類繁多同分異構(gòu)現(xiàn)象是產(chǎn)生有機(jī)物種類繁多的重要原因之一的重要原因之一(4) 產(chǎn)生同分異構(gòu)的原因：碳鏈

9、異構(gòu)、官產(chǎn)生同分異構(gòu)的原因：碳鏈異構(gòu)、官能團(tuán)異構(gòu)、空間異構(gòu)能團(tuán)異構(gòu)、空間異構(gòu)3、同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)的、同分異構(gòu)體間的物理性質(zhì)的變化規(guī)律：變化規(guī)律： 碳原子數(shù)相同，支鏈越多，熔碳原子數(shù)相同，支鏈越多，熔沸點(diǎn)越低沸點(diǎn)越低概念概念 同位素同位素同素異形體同素異形體 同系物同系物同分異構(gòu)體同分異構(gòu)體對(duì)象對(duì)象 原子原子單質(zhì)單質(zhì)有機(jī)物有機(jī)物有機(jī)物、無機(jī)有機(jī)物、無機(jī)物物判斷判斷依據(jù)依據(jù)原子數(shù)相原子數(shù)相同，中同，中子數(shù)不子數(shù)不同的原同的原子之間子之間屬同一種元屬同一種元素的單質(zhì)素的單質(zhì)之間之間 結(jié)構(gòu)相似的同一結(jié)構(gòu)相似的同一類物質(zhì)；符合類物質(zhì)；符合同一通式；相同一通式；相對(duì)分子質(zhì)量不對(duì)分子質(zhì)量不同，且相差同

10、，且相差14分子式相同，分子式相同，結(jié)構(gòu)不同，結(jié)構(gòu)不同，不一定是同不一定是同一類物質(zhì)一類物質(zhì)性質(zhì)性質(zhì) 化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)幾乎一幾乎一樣，物樣，物理性質(zhì)理性質(zhì)有差異有差異化學(xué)性質(zhì)相化學(xué)性質(zhì)相似，物理似，物理性質(zhì)差別性質(zhì)差別較大較大化學(xué)性質(zhì)相似，化學(xué)性質(zhì)相似，熔沸點(diǎn)、密度熔沸點(diǎn)、密度呈規(guī)律性變化呈規(guī)律性變化化學(xué)性質(zhì)可能化學(xué)性質(zhì)可能相似也可能相似也可能不同，物理不同，物理性質(zhì)不同性質(zhì)不同實(shí)例實(shí)例 H、D、T紅磷與白磷紅磷與白磷 甲烷與乙烷甲烷與乙烷正丁烷與異丁正丁烷與異丁烷烷4、烴基：、烴基： 烴分子失去一個(gè)或幾個(gè)氫原子烴分子失去一個(gè)或幾個(gè)氫原子所剩余的部分叫烴基，用所剩余的部分叫烴基，用“R”表示。

11、表示。5、烷烴同分異構(gòu)體的書寫、烷烴同分異構(gòu)體的書寫【例【例】C7H16同分異構(gòu)體的書寫步驟同分異構(gòu)體的書寫步驟 1、將分子中全部碳原子連成直鏈做母鏈2、從母鏈的一端取下一個(gè)、從母鏈的一端取下一個(gè)C原子，依次連接原子，依次連接在母鏈中心對(duì)稱線一側(cè)的各個(gè)在母鏈中心對(duì)稱線一側(cè)的各個(gè)C原子上，即原子上，即得到多個(gè)帶有甲基、主鏈比母鏈少一個(gè)碳得到多個(gè)帶有甲基、主鏈比母鏈少一個(gè)碳原子的異構(gòu)骨架：原子的異構(gòu)骨架：3、再?gòu)哪告溕弦欢巳∠聝蓚€(gè)、再?gòu)哪告溕弦欢巳∠聝蓚€(gè)C原子，這兩個(gè)原子，這兩個(gè)C原子相連或分開，依次連在母鏈所余下的原子相連或分開，依次連在母鏈所余下的各個(gè)碳原子上，得到多個(gè)帶乙基或帶兩個(gè)各個(gè)碳原子

12、上，得到多個(gè)帶乙基或帶兩個(gè)甲基、主鏈比母鏈少甲基、主鏈比母鏈少2個(gè)碳原子的異構(gòu)體骨個(gè)碳原子的異構(gòu)體骨架。架。4、再?gòu)哪告溕先∠?個(gè)碳原子成直鏈，一線串；取一碳，掛中成直鏈，一線串；取一碳，掛中間；向外排，不到端。間；向外排，不到端。思考思考有機(jī)物種類繁多的原因有機(jī)物種類繁多的原因?1、碳原子最外層電子為、碳原子最外層電子為4個(gè)，可形成個(gè)，可形成4個(gè)共個(gè)共價(jià)鍵；價(jià)鍵；2、在有機(jī)化合物中，碳原子不僅可以與其、在有機(jī)化合物中，碳原子不僅可以與其他原子成鍵，而且碳碳原子之間也可以他原子成鍵，而且碳碳原子之間也可以成鍵；成鍵；3、碳與碳原子之間結(jié)合方式多種多樣，可、碳與碳原子之間結(jié)合方式多種多樣，可形成

13、單鍵、雙鍵或叁鍵，可以形成鏈狀形成單鍵、雙鍵或叁鍵，可以形成鏈狀化合物，也可形成環(huán)狀化合物；化合物，也可形成環(huán)狀化合物；4、相同組成的分子，結(jié)構(gòu)可能多種多樣。、相同組成的分子，結(jié)構(gòu)可能多種多樣。 七、烷烴的命名七、烷烴的命名1 1、直鏈烷烴命名：、直鏈烷烴命名：某某烷烷某：某：指碳原子的個(gè)數(shù)指碳原子的個(gè)數(shù)當(dāng)碳原子個(gè)數(shù)小于或等于當(dāng)碳原子個(gè)數(shù)小于或等于1010時(shí)用時(shí)用“甲、甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸”表示，大于表示，大于1010時(shí)用時(shí)用大寫數(shù)字大寫數(shù)字表示。表示。如：如：CH3CH3 CH3CH2CH3 C12H26十二烷十二烷乙烷乙烷丙烷丙烷（一）習(xí)

14、慣命名法（一）習(xí)慣命名法2 2、有同分異構(gòu)體的烷烴命名：、有同分異構(gòu)體的烷烴命名： “ “正正”某烷、某烷、 “ “異異”某烷、某烷、 “ “新新”某烷某烷無支鏈用無支鏈用“正正”某烷表示某烷表示含含 用用“異異”某烷表示某烷表示含含 用用“新新”某烷表示某烷表示正己烷正己烷異己烷異己烷新己烷新己烷再如：再如：CHCH3 3CH- CHCHCH- CHCH3 3 又該如何命名呢？又該如何命名呢？CHCH3 3CHCH3 3如：如：CHCH3 3CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 CH CH3 3CHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH3 3 CH CH3

15、 3CCHCCH2 2CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3選定分子中選定分子中最長(zhǎng)最長(zhǎng)的碳鏈做的碳鏈做主鏈主鏈，并按主鏈上碳，并按主鏈上碳原子的數(shù)目稱為原子的數(shù)目稱為“某烷某烷”。 CH3CHCH2CH3 CH3丁烷丁烷4321甲基甲基2把主鏈里離支鏈把主鏈里離支鏈最近最近的一端作為起點(diǎn)，用的一端作為起點(diǎn)，用1 1、2 2、3 3等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號(hào)定等數(shù)字給主鏈的各碳原子依次編號(hào)定 位以確定支鏈的位置。位以確定支鏈的位置。 把支鏈的名稱寫在主鏈名把支鏈的名稱寫在主鏈名稱的前面，在支鏈名稱的前稱的前面，在支鏈名稱的前面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在主面用阿拉伯?dāng)?shù)字注明它在主

16、鏈上所處的位置，并在數(shù)字鏈上所處的位置，并在數(shù)字與名稱之間用與名稱之間用一短線一短線隔開。隔開。 1 1、命名步驟、命名步驟: :（二）系統(tǒng)命名法：（二）系統(tǒng)命名法：如果有相同的支鏈，可以合如果有相同的支鏈，可以合并起來用二、三等數(shù)字表示，并起來用二、三等數(shù)字表示，但表示相同支鏈位置的阿拉伯但表示相同支鏈位置的阿拉伯?dāng)?shù)字要用數(shù)字要用“，”隔開；如果幾隔開；如果幾個(gè)支鏈不同，就把簡(jiǎn)單的寫在個(gè)支鏈不同，就把簡(jiǎn)單的寫在前面，復(fù)雜的寫在后面。前面，復(fù)雜的寫在后面。 CH3 CH3CCH2CHCH2CH3 CH3 CH2CH3己烷己烷 4 乙基乙基2 , 2二甲基二甲基 234165我能做我能做: :C

17、H3 C CH3CH3CH31 2 31 2 32 2，2 2二甲基丙烷二甲基丙烷口訣：口訣：選主鏈，稱某烷；選主鏈，稱某烷；編號(hào)碼，定支鏈；編號(hào)碼，定支鏈；取代基取代基, ,寫在前，標(biāo)位置，短線連；寫在前，標(biāo)位置，短線連；不同基，簡(jiǎn)到繁，相同基，合并算；不同基，簡(jiǎn)到繁，相同基，合并算；烷名寫在最后面烷名寫在最后面. .數(shù)字意義：數(shù)字意義： 阿拉伯?dāng)?shù)字阿拉伯?dāng)?shù)字-支鏈位置支鏈位置 大寫數(shù)字大寫數(shù)字-相同支鏈的個(gè)數(shù)相同支鏈的個(gè)數(shù)判斷改錯(cuò)判斷改錯(cuò) ： CH3 CH CH3 CH2 CH32 乙基丙烷乙基丙烷2 甲基丁烷甲基丁烷3 甲基丁烷甲基丁烷 CH3 CH CH2 CH CH3 CH2 CH2

18、 CH3 CH33，5 二甲基庚烷二甲基庚烷2，4 二乙基戊烷二乙基戊烷原因：未找對(duì)主鏈原因：未找對(duì)主鏈原因：編號(hào)未離支鏈最近原因：編號(hào)未離支鏈最近（正確）（正確）原因：未找對(duì)主鏈原因：未找對(duì)主鏈（正確）（正確） 甲基乙基己烷甲基乙基己烷原因：未找對(duì)主鏈原因：未找對(duì)主鏈，二甲基庚烷，二甲基庚烷（正確）（正確）CH3 CH CH2 CH CH3注意：以上三種結(jié)構(gòu)式，注意：以上三種結(jié)構(gòu)式，它們?cè)谛问缴想m然不同，它們?cè)谛问缴想m然不同，但都表示同一種物質(zhì)的分但都表示同一種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)子結(jié)構(gòu) ，二甲基庚烷，二甲基庚烷3.系統(tǒng)命名原則：系統(tǒng)命名原則：長(zhǎng)長(zhǎng)-選最長(zhǎng)碳鏈為主鏈。選最長(zhǎng)碳鏈為主鏈。多多-遇等長(zhǎng)碳鏈時(shí)，支鏈最多為主鏈。遇等長(zhǎng)碳鏈時(shí)，支鏈最多為主鏈。近近-離支鏈最近一端編號(hào)。離支鏈最近一端編號(hào)。小小-支鏈編號(hào)之和最小。支鏈編號(hào)之和最小。 簡(jiǎn)簡(jiǎn)-兩取代基距離主鏈兩端等距離時(shí)，從兩取代基距離主鏈兩端等距離時(shí)，從簡(jiǎn)單取代基開始編號(hào)。簡(jiǎn)單取代基開始編號(hào)。 練習(xí)：練習(xí)：1、用系統(tǒng)命名法命名、用系統(tǒng)命名法命名CH2 CH2 CH CH2 CH2CH3CH3CH3CH2CH3 C CH CH3CH32，2，3三甲基丁烷4乙基庚烷CH3CH3 CH2CH3 CH3 CH3 C CH2