高中化學 3-1-2 有機化合物的結(jié)構(gòu)特點課件 魯科版必修2.

1、第2課時有機化合物的結(jié)構(gòu)特點1. 烴的概念烴的概念僅由僅由 和和 兩種元素組成的有機化合物總稱為烴，又兩種元素組成的有機化合物總稱為烴，又叫叫 。 是組成最簡單的烴。是組成最簡單的烴。 篤學一篤學一有機化合物分子中碳原子成鍵的特點有機化合物分子中碳原子成鍵的特點 碳碳氫氫碳氫化合物碳氫化合物甲烷甲烷14 4 共用電子共用電子 4 4 共價共價 CH4 CH4 2(2)結(jié)構(gòu)特點：甲烷分子呈 結(jié)構(gòu)，碳原子位于 ， 個氫原子分別位于_上。正四面體正四面體正四面體的中心正四面體的中心4正四面體的正四面體的4個頂點個頂點 33有機化合物的分子結(jié)構(gòu)特點(1)碳原子與其他原子碳原子的最外層有_個電子，碳原子

2、能與其他原子通過 條_結(jié)合形成分子。(2)碳原子與碳原子間：碳原子之間可以 形成 、 或 。多個碳原子間以 構(gòu)成 或 。44共價鍵共價鍵共用電子共用電子單鍵單鍵雙鍵雙鍵叁鍵叁鍵共價鍵共價鍵碳鏈碳鏈碳環(huán)碳環(huán)44烷烴的分子結(jié)構(gòu)特點(1)烷烴的含義：除了甲烷外，還有一系列 和 與甲烷相似的烴，如乙烷、丙烷、丁烷等，這類烴稱為烷烴。(2)烷烴的結(jié)構(gòu)特點：烷烴分子中每個碳原子間以 結(jié)合成 ，碳原子的其他價鍵都被 所飽和。結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)性質(zhì)性質(zhì)單鍵單鍵鏈狀鏈狀氫原子氫原子51同分異構(gòu)體有關(guān)的概念(1)同分異構(gòu)現(xiàn)象化合物具有相同的 ，但具有 的現(xiàn)象，叫做同分異構(gòu)現(xiàn)象。(2)同分異構(gòu)體具有相同 而 的 互為同分異構(gòu)

3、體。篤學二篤學二同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體 分子式分子式不同結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)分子式分子式結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)不同化合物化合物62同分異構(gòu)體的規(guī)律一般來說，有機化合物分子中的碳原子越多，它的 就越多。如丁烷有 種同分異構(gòu)體，戊烷有 種同分異構(gòu)體，己烷有 種同分異構(gòu)體。同分異構(gòu)體數(shù)目同分異構(gòu)體數(shù)目23573同分異構(gòu)現(xiàn)象與有機化合物種類的關(guān)系在有機化合物中， 是有機物結(jié)構(gòu)多樣性的又一表現(xiàn)。有機物結(jié)構(gòu)多樣性是導(dǎo)致有機化合物種類繁多、數(shù)量巨大的主要原因。 同分異構(gòu)現(xiàn)象同分異構(gòu)現(xiàn)象8【慎思1】 通過上述三種分子的球棍模型，說明其結(jié)構(gòu)特點。提示CH4、CCl4的結(jié)構(gòu)都是正四面體結(jié)構(gòu)，CH3Cl的結(jié)

4、構(gòu)是四面體，而非正四面體。9【慎思2】 隨著碳原子的增多，烷烴熔沸點有什么變化趨勢？提示隨著碳原子增多，熔沸點逐漸升高。10【慎思3】 同分異構(gòu)現(xiàn)象只存在于有機化合物之間嗎？提示不是只存在于有機化合物之間，只要滿足分子式相同，結(jié)構(gòu)不同的化合物都可以互稱為同分異構(gòu)體。例如尿素CO(NH2)2和氰酸銨NH4CNO。11【慎思4】 討論判斷分析下列表格中烴的排列規(guī)律，判斷排列在第15位烴的分子式提示C6H14。 12345C2H2C2H4C2H6C3H4C3H66789C3H8C4H6C4H8C4H10121甲烷的分子結(jié)構(gòu)在甲烷分子中，碳原子分別與4個氫原子形成4個共價鍵?？茖W實驗證明，甲烷分子中的

5、5個原子不在同一平面上，而是構(gòu)成一個正四面體。碳原子位于正四面體的中心，4個氫原子分別位于正四面體的4個頂點上。要點一要點一 |甲烷的分子結(jié)構(gòu)及烷烴的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)甲烷的分子結(jié)構(gòu)及烷烴的分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 13甲烷分子的分子式為CH4，電子式為 ，結(jié)構(gòu)式 為，結(jié)構(gòu)簡式為CH4。142烷烴的分子結(jié)構(gòu)及性質(zhì)(1)乙烷和丙烷的分子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式名稱分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式乙烷C2H6CH3CH3丙烷C3H8CH3CH2CH315(2)烷烴的結(jié)構(gòu)由乙烷、丙烷的結(jié)構(gòu)式可以看出，烷烴的分子中碳原子間以碳碳單鍵相連，碳原子的其他價鍵都被氫原子所飽和。這是所有烷烴所共同具有的結(jié)構(gòu)特點。即在烷烴的烴分子里，碳原子

6、之間都以碳碳單鍵結(jié)合成鏈狀，碳原子的其余價鍵全部跟氫原子結(jié)合，每個碳原子的化合價均已充分利用，達到“飽和”。設(shè)一個烷烴分子中碳原子個數(shù)為n(n為正整數(shù)，n1)，由乙烷和丙烷的分子式可以推知烷烴的通式為CnH2n2。161718【例1】下列關(guān)于甲烷的說法正確的是 ()。A甲烷分子中C、H間是離子鍵 B甲烷分子是空間正方體結(jié)構(gòu)C甲烷的結(jié)構(gòu)式為CH4D甲烷分子中4個碳氫鍵是完全等同的19解析甲烷分子中C、H間是通過共用電子形成的共價鍵，故A項錯誤；甲烷分子是空間正四面體結(jié)構(gòu)，故B項錯誤；CH4是甲烷的分子式、結(jié)構(gòu)簡式，故C項錯誤。答案D20化學式概念辨析化學式是指用元素符號表示物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)的式子，

7、常見的化學式有實驗式、分子式、結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式等。實驗式表示物質(zhì)組成的最簡單的化學式，又稱最簡式。它能表示分子中所含原子的種類和原子個數(shù)比，但不能表示分子之間每種原子的具體個數(shù)。21分子式表示分子內(nèi)原子的種類和數(shù)目。它是能夠精確表示物質(zhì)的分子組成和相對分子質(zhì)量的化學式。結(jié)構(gòu)式它是用短線來表示共用電子，省略未成鍵電子的化學式。它表示分子中原子與原子結(jié)合情況，包括原子間相結(jié)合的鍵數(shù)，但它并不能表示出分子中原子的空間排布。結(jié)構(gòu)簡式結(jié)構(gòu)式寫起來比較麻煩，在實際應(yīng)用中常將結(jié)構(gòu)式中的碳碳單鍵和碳氫鍵省略，所得到的就是結(jié)構(gòu)簡式。22【體驗1】下列性質(zhì)的敘述中，屬于烷烴特征性質(zhì)的是()。A完全燃燒的產(chǎn)物只有二

8、氧化碳和水B它們幾乎不溶于水C它們是非電解質(zhì)D分子的通式為CnH2n2，能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)23解析所有烴完全燃燒的產(chǎn)物均只有H2O和CO2，因此A項錯誤；大多數(shù)有機物都難溶于水，故B項也不是烷烴的特征性質(zhì)；很多有機物是非電解質(zhì)，如蔗糖，這是大多數(shù)有機物的性質(zhì)，而不是烷烴的特征性質(zhì)，故C項錯誤；烷烴的結(jié)構(gòu)均達到了飽和，故通式為CnH2n2，且能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)，因此D項正確。答案D24要點二要點二 |烴的燃燒的有關(guān)規(guī)律烴的燃燒的有關(guān)規(guī)律 25(2)生成的水為液態(tài)若生成水為液態(tài)時，則不論氣態(tài)烴所含氫原子數(shù)多少，總是V0。由以上分析可知：烴類的燃燒前后氣體總體積的變化與分子中碳原子數(shù)無關(guān)，主要取

9、決于分子中氫原子的數(shù)目及水的狀態(tài)。262728【例2】下列各組有機化合物中，不論兩者以什么比例混合，只要總質(zhì)量一定，則完全燃燒時消耗O2的質(zhì)量和生成H2O或CO2的質(zhì)量不變的是()。ACH4、C2H6 BC2H6、C3H6CC2H4、C3H6 DC2H4、C3H42930答案答案C31本題綜合考查烴完全燃燒的耗氧量和生成水、二氧化碳的量的比較。通過本題可得出規(guī)律：最簡式相同的有機物，不論以何種比例混合，只要混合物的總質(zhì)量一定，完全燃燒后生成CO2和H2O及消耗O2的總量就一定。32【體驗2】在常溫常壓下，取下列各氣態(tài)烴各1 mol，分別在足量的氧氣中充分燃燒，消耗氧氣最多的是 ()。ACH4

10、BC2H6 CC3H8 DC4H1033答案答案D341對于給出結(jié)構(gòu)簡式是否是同分異構(gòu)體的題目解析此類題目一般分為兩步：第一步由結(jié)構(gòu)簡式寫出分子式，判斷分子式是否相同；第二步根據(jù)結(jié)構(gòu)簡式判斷結(jié)構(gòu)是否真正不同。要注意：同一物質(zhì)的不同寫法的情況，如一氯甲烷可以寫成 要點三要點三 |同分異構(gòu)體的判斷同分異構(gòu)體的判斷 。 35同分異構(gòu)體的分子式相同，因此其相對分子質(zhì)量也相同，但相對分子質(zhì)量相同的化合物不一定互為同分異構(gòu)體，如NO和C2H6。362烴的一元取代物的異構(gòu)取代等效氫法(1)等效氫的含義有機物分子中位置等同的氫叫等效氫，分子中等效氫原子有如下情況：分子中同一個碳原子上連接的氫原子等效。同一個碳

11、原子上所連接的甲基上的氫原子等效。如新戊烷(可以看作四個甲基取代了甲烷分子中的四個氫原子而得)，其四個甲基等效，各甲基上的氫原子完全等效，也就是說新戊烷分子中的12個H原子是等效的。37分子中處于鏡面對稱位置(相當于平面鏡成像時，物與像的關(guān)系)上的氫原子是等效的。如 子中的18個H原子是等效的。38(2)取代等效氫法要領(lǐng)利用等效氫原子關(guān)系，可以很容易判斷出有機物的一元取代物異構(gòu)體數(shù)目。其方法是先寫出烴(碳架)的異構(gòu)體，觀察分子中互不等效的氫原子有多少種，則一元取代物的結(jié)構(gòu)就有多少種。39【例3】下列各物質(zhì)：O2和O312C和14C C2H6和C3H840(1)互為同位素的是_。(2)互為同素異

12、形體的是_。(3)同屬于烷烴的是_。(4)互為同分異構(gòu)體的是_。解析同位素是指質(zhì)子數(shù)相同中子數(shù)不同的同種元素的原子間的互稱，同素異形體是指同種元素形成的結(jié)構(gòu)不同的單質(zhì)，同分異構(gòu)體是指分子式相同結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)，故這樣不難得出正確的答案。答案(1)(2)(3)(4)41同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體和同一物質(zhì)之間的區(qū)別42比較概念定義化學式結(jié)構(gòu)性質(zhì)同素異形體同一種元素形成的不同單質(zhì)元素符號表示相同，分子式不同，如石墨和金剛石、O2和O3單質(zhì)的組成或結(jié)構(gòu)不同物理性質(zhì)不同，化學性質(zhì)相似同分異構(gòu)體分子式相同、結(jié)構(gòu)式不同的化合物物理性質(zhì)不同，化學性質(zhì)不一定相同43【體驗3】下列有機物中，互為同分異構(gòu)體的是

13、 ()。CH2CHCH3； ；CH3CH2CH3；HCCCH3； ；CH3CH2CH2CH3A和 B和C和 D和44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，結(jié)構(gòu)不同，互為同分異構(gòu)體。答案A 45規(guī)律探究十四烷烴的同分異構(gòu)體的書寫規(guī)律【知識支持知識支持】1烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法規(guī)律烷烴同分異構(gòu)體的書寫方法規(guī)律同分異構(gòu)體是指分子式相同，結(jié)構(gòu)式不同的化合物。結(jié)構(gòu)同分異構(gòu)體是指分子式相同，結(jié)構(gòu)式不同的化合物。結(jié)構(gòu)不同有碳鏈異構(gòu)、官能團異構(gòu)、官能團位置異構(gòu)等形式。不同有碳鏈異構(gòu)、官能團異構(gòu)、官能團

14、位置異構(gòu)等形式。就烷烴的同分異構(gòu)體只是限于碳鏈異構(gòu)。而碳鏈異構(gòu)是指就烷烴的同分異構(gòu)體只是限于碳鏈異構(gòu)。而碳鏈異構(gòu)是指因碳原子的結(jié)合順序不同而引起的異構(gòu)現(xiàn)象。同分異構(gòu)體因碳原子的結(jié)合順序不同而引起的異構(gòu)現(xiàn)象。同分異構(gòu)體的書寫方法規(guī)律：的書寫方法規(guī)律：46(1)書寫碳骨架先寫最長的碳鏈，然后依次寫出少一個碳原子的碳鏈，把摘下的碳原子由整體到分開的原則，分別按一定的順序掛到相應(yīng)的碳鏈上去。在書寫過程中，往往采用以下口訣來書寫：“支鏈由整到散，位置由心到邊，等位不重掛，掛內(nèi)不掛端?！?2)氫飽和：按“碳四鍵”的原理，碳原子剩余的價鍵用氫原子去飽和，就可得所有同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式。47 2.同分異構(gòu)體的書寫以戊烷(C5H12)為例(1)先寫出碳架結(jié)構(gòu)先寫出最長的碳鏈的碳架結(jié)構(gòu)CCCCC(正戊烷)；然后寫少一個碳原子的直鏈的碳架結(jié)構(gòu) (異戊烷)； 48然后再寫少兩個碳原子的直鏈的碳架結(jié)構(gòu)：A把剩下的兩個碳原子當作一個支鏈加在主鏈上：49B把剩下的兩個碳原子分別作兩個支鏈加在主鏈上： (新戊烷) 50(2)補氫按“碳四鍵