高中化學(xué) 3.1.2有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 魯科版必修2

1、目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,1,2,1.有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)烴:僅由C、H兩種元素組成的有機(jī)化合物,又叫碳?xì)浠衔?。甲烷是組成最簡單的烴。 (2)甲烷的組成與結(jié)構(gòu),目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,1,2,3)有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 每個碳原子能與其他原子形成4個共價鍵。 碳原子與碳原子之間可以形成單鍵( )、雙鍵( )或叁鍵(CC)。 碳原子彼此之間可以以共價鍵構(gòu)成碳鏈或碳環(huán)。 (4)烷烴是指分子中碳原子跟碳原子之間都以單鍵結(jié)合成鏈狀,碳原子剩余的價鍵都被氫原子所飽和形成的烴。 預(yù)習(xí)交流1 有機(jī)化合物的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式能否表示有機(jī)化合物的空間結(jié)構(gòu)? 答案:不能,有機(jī)物的結(jié)構(gòu)式、結(jié)構(gòu)簡式只

2、能表示分子內(nèi)部原子間形成化學(xué)鍵的情況,而不能表示分子的空間構(gòu)型,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,1,2,2.同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體 (1)定義 同分異構(gòu)現(xiàn)象:化合物具有相同的分子式,但具有不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。 同分異構(gòu)體:具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物互為同分異構(gòu)體。 (2)規(guī)律 有機(jī)化合物分子中的碳原子越多,它的同分異構(gòu)體數(shù)目就越多。 (3)同分異構(gòu)現(xiàn)象與有機(jī)化合物種類的關(guān)系 在有機(jī)化合物中,同分異構(gòu)現(xiàn)象非常普遍,這是有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)多樣性的表現(xiàn)之一,有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的多樣性是導(dǎo)致有機(jī)化合物種類繁多、數(shù)量巨大的主要原因,目標(biāo)導(dǎo)航,預(yù)習(xí)導(dǎo)引,1,2,4)正丁烷和異丁烷的比較,預(yù)習(xí)交流2 分子中含碳原子數(shù)為14的烷烴都

3、有同分異構(gòu)體嗎? 答案:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3沒有同分異構(gòu)體,只有C4H10有兩種同分異構(gòu)體,即CH3CH2CH2CH3和(CH3)2CHCH3,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,一、烷烴的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)與命名 活動與探究 思考1.請你利用球、棍連接出CH4、C2H6、C3H8、C4H10的球棍模型,分別寫出它們的結(jié)構(gòu)簡式。通過分析對比你能歸納出烷烴的通式嗎? 答案:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3、CH3CH2CH2CH3或 或(CH3)2CHCH3。烷烴的通式:CnH2n+2。 思考2.觀察烷烴分子的球棍模型,每個碳原子與其他原子形成什么樣的幾何構(gòu)型? 答案:四面體,其中甲

4、烷分子的幾何構(gòu)型為正四面體,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,思考3.結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),烷烴的化學(xué)性質(zhì)與甲烷極其相似,請你利用烷烴的通式寫出烷烴燃燒的化學(xué)方程式,及烷烴與Cl2反應(yīng)的化學(xué)方程式(只寫第一步反應(yīng))。 思考4.你能寫出下列烷烴的名稱嗎?C5H12、C6H14、C7H16、C8H18、C9H20、C10H22、C11H24、C18H38。 CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4。 答案:戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、十一烷、十八烷;正戊烷、異戊烷、新戊烷,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,遷移與應(yīng)用 例1下列有關(guān)烷烴的敘述中,不正確的是() A.在烷烴分子

5、中,所有的化學(xué)鍵都為單鍵 B.所有的烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng) C.烷烴的分子通式為CnH2n+2,符合該通式的烴不一定是烷烴 D.隨著分子中碳原子數(shù)的增加,烷烴的熔、沸點(diǎn)逐漸升高 解析:烷烴分子中的碳碳鍵、碳?xì)滏I均為單鍵,且烷烴在光照條件下都能與Cl2發(fā)生取代反應(yīng),這是烷烴的結(jié)構(gòu)特征和反應(yīng)特征,故A、B正確;由于烷烴分子的通式CnH2n+2中的C原子的價鍵已達(dá)飽和,所以符合CnH2n+2的有機(jī)物只可能為烷烴,故C錯誤;由于隨著分子中C原子數(shù)的增加,烷烴的相對分子質(zhì)量逐漸增大,其熔、沸點(diǎn)逐漸升高,故D正確。 答案:C,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,遷移訓(xùn)練1火星表面有一層主要成分是

6、烷烴氣體的“火星霧氣”,而這些氣體正是由一種叫“產(chǎn)烷生物”的火星生命持續(xù)不斷釋放出來的。以下有關(guān)“火星霧氣”的說法中,錯誤的是() A.“火星霧氣”一定能使酸性高錳酸鉀溶液退色 B.“火星霧氣”是很好的燃料 C.光照條件下,“火星霧氣”一定能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng) D.“火星霧氣”主要含兩種元素 解析:“火星霧氣”的主要成分是烷烴,烷烴不能使酸性高錳酸鉀溶液退色,A錯;烴可以燃燒,B對;光照條件下,烷烴能與氯氣發(fā)生取代反應(yīng),C對;烷烴中一定含有C、H兩種元素,D對。 答案:A,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,1.有機(jī)物的常見表示方法 (1)分子式:分子式能夠表明該物質(zhì)的組成元素及分子內(nèi)的不同原子個數(shù)。

7、如乙烷的分子式為C2H6。 (2)實(shí)驗(yàn)式:又叫最簡式,實(shí)驗(yàn)式只能表明該物質(zhì)的組成元素及其分子內(nèi)的原子個數(shù)比。如乙烷的實(shí)驗(yàn)式為CH3。 (3)結(jié)構(gòu)式:用短線()表示原子所形成的共價鍵進(jìn)而表示物質(zhì)結(jié)構(gòu)的式子。如 丙烷的結(jié)構(gòu)式為 。 (4)結(jié)構(gòu)簡式:將結(jié)構(gòu)式中的“CH”和“CC”中的短線()部分或全部省略簡化后而得到的式子。如丙烷的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2CH3或者CH3CH2CH3,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,特別提示:碳原子間都以單鍵互相連接成鏈狀,且碳原子的其余價鍵全部被氫原子飽和的烴才是烷烴。若碳原子間全以單鍵連成環(huán)狀的烴,則稱為環(huán)烷烴。 2.烷烴的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) (1)每個碳原子形成四個共價單鍵,

8、且碳原子之間以單鍵相互結(jié)合成鏈狀。 (2)在碳原子的四個鍵中,除了碳碳單鍵外,其余的價鍵被氫原子飽和。 (3)由丙烷和丁烷分子的球棍模型可知,烷烴分子中的碳原子數(shù)超過3個時,碳原子并不是在同一直線上,而是呈鋸齒狀。 (4)烷烴的通式:結(jié)合甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子組成可得烷烴的分子通式為CnH2n+2(n1),相鄰?fù)闊N在分子組成上相差一個“CH2”原子團(tuán),問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,3.烷烴的習(xí)慣命名法 (1)通常按分子中含有的碳原子數(shù)來命名,稱為“某烷”。從含一個碳原子開始,隨著碳原子數(shù)的增加依次為(十個碳原子以下)甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸烷;十個碳以上時,直接用碳原子數(shù)目來

9、表示,如十一烷。 (2)烷烴的某些同分異構(gòu)體可以用正、異、新來命名。如戊烷的同分異構(gòu)體有正戊烷、異戊烷、新戊烷,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,4.烴的物理性質(zhì) (1)烴均不溶于水,密度比水小。 (2)隨著分子中碳原子數(shù)的增多,烴的狀態(tài)為氣態(tài)液態(tài)固態(tài),即熔、沸點(diǎn)逐漸升高。 (3)分子中碳原子數(shù)相同的烴,支鏈數(shù)越多,熔、沸點(diǎn)越低,如熔、沸點(diǎn):正戊烷異戊烷新戊烷。 特別提示:通常情況下,氣態(tài)烴分子內(nèi)的碳原子數(shù)一般不多于4個,但新戊烷為氣體,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,二、同分異構(gòu)體 活動與探究 利用球、棍連接一下C5H12的結(jié)構(gòu),看一看你能連接出幾種情況?寫出它們的結(jié)構(gòu)式和結(jié)構(gòu)簡式,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測

10、,一,二,遷移與應(yīng)用 例2下列互為同分異構(gòu)體的是() B.異戊烷和新戊烷 D.甲烷和乙烷 思路點(diǎn)撥:同分異構(gòu)體的分子式相同,但結(jié)構(gòu)不同。 解析:同分異構(gòu)體是分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)物。A、D中的兩種物質(zhì)的分子式不同,C中是同種物質(zhì),B符合。 答案:B,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,遷移訓(xùn)練2一種烷烴對應(yīng)一種分子式,一種分子式是否對應(yīng)一種烷烴? 答案:不一定。如果烷烴有同分異構(gòu)體,一種分子式就不止對應(yīng)一種烷烴;有幾種同分異構(gòu)體就對應(yīng)幾種烷烴,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,一,二,1.簡單烷烴同分異構(gòu)體的書寫技巧:遵循“主鏈由長到短,支鏈由繁到簡”的原則,正確給主鏈碳原子編號,并且把握住其對稱性,以免重復(fù);

11、而且甲基(CH3)只能從2號碳開始出現(xiàn),乙基(CH2CH3)只能從3號碳開始出現(xiàn),以此類推。 2.烴的一元取代產(chǎn)物同分異構(gòu)體的書寫方法: (1)對于烴的一元取代產(chǎn)物的判斷可用“等效氫”法,所謂“等效氫”就是位置等同的氫原子。烴中等效氫原子有幾種,其一元取代產(chǎn)物就有幾種。 (2)等效氫原子的判斷方法: 連在同一碳原子上的氫原子等效。 連在同一碳原子上的甲基上的氫原子等效。 處于對稱位置上的氫原子等效,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,6,1.下列敘述能說明甲烷分子是正四面體形而不是平面正四邊形的是() 甲烷分子里4個CH鍵的鍵長相等 甲烷分子里任意兩個CH鍵之間的夾角都相等 一氯甲烷沒有同

12、分異構(gòu)體 二氯甲烷沒有同分異構(gòu)體 A.B.C.D. 解析:要說明甲烷分子的空間構(gòu)型是正四面體而不是平面正四邊形,應(yīng)注意找出兩者的共性和差異性,說明甲烷分子具有正四面體的特征才具有說服力。鍵長相等、一氯代物沒有同分異構(gòu)體是二者的共性,任意兩個CH鍵之間的夾角相等是正四面體結(jié)構(gòu)的特征,平面正四邊形結(jié)構(gòu)中任意兩個CH鍵之間的夾角有的是90,有的是180;平面正四邊形結(jié)構(gòu)的二氯代物有鄰位和間位兩種同分異構(gòu)體,而正四面體形的結(jié)構(gòu)無同分異構(gòu)現(xiàn)象,故符合題意。 答案:B,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,6,2.下列物質(zhì)中,屬于烷烴的是() 答案:D,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,6,3.下

13、列分子式表示的不一定是純凈物的是() A.CH4B.C3H8C.CH2Cl2D.C7H16 解析:烷烴中從丁烷開始出現(xiàn)同分異構(gòu)體,故CH4和C3H8都是純凈物;CH4的結(jié)構(gòu)是正四面體形,故CH2Cl2是純凈物;從C4H10開始存在同分異構(gòu)現(xiàn)象,故C7H16不止代表一種物質(zhì)。 答案:D,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,1,2,3,4,5,6,4.同分異構(gòu)現(xiàn)象是有機(jī)化學(xué)中的一種普遍現(xiàn)象,下列有關(guān)同分異構(gòu)體的敘述中正確的是() A.分子式相同而結(jié)構(gòu)不同的有機(jī)化合物互稱同分異構(gòu)體 B.組成成分相同而結(jié)構(gòu)不同的物質(zhì)互稱同分異構(gòu)體 C.互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)性質(zhì)相同 D.互為同分異構(gòu)體的物質(zhì)物理性質(zhì)相同 答案:A,1,2,3,4,5,6,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,5.有下列幾組物質(zhì): B.甲烷和己烷 C.紅磷和白磷 D.正丁烷和異丁烷 其中,屬于同分異構(gòu)體的是;屬于同位素的是;屬于同素異形體的是;屬于同一種物質(zhì)的是。5.有下列幾組物質(zhì),1,2,3,4,5,6,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,解析:利用同位素、同素異形體、同分異構(gòu)體的概念即可解答。 答案:D、FACE,1,2,3,4,5,6,問題導(dǎo)學(xué),即時檢測,6.寫出下列各烴的分子式。 (1)烷烴B的分子中含有200個氫原子。 (2)已知在標(biāo)準(zhǔn)狀況下