第三章第一节最简单的有机化合物——甲烷ppt课件.ppt

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1、最简单的有机化合物甲烷,、有机物,我们把含碳的化合物叫做有机化合物，简称有机物。而一般把不含碳的的化合物叫做无机化合物。,1、有机物的定义,大多数有机化合物都难溶于水，熔点低，受热容易分解，容易燃烧，不易导电等。,一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等少数化合物，虽然含有碳元素，但由于它们的组成和性质跟无机化合物相似，因此一向把它们作为无机化合物来研究。,2、有机物的性质,、最简单的有机物甲烷,一、 甲烷的存在和物理性质,甲烷是无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。,甲烷在自然界中的存在:池沼的底部（沼气），煤矿坑道（坑气），天然气（一般含CH4 8097%）。,1、甲烷化学式:CH4,二、 甲烷

2、的组成和结构,空间结构如何？,经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构，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。,2、甲烷分子的立体结构：,以碳原子为中心， 四个氢原子为顶点的正四面体结构。键角：10928,通常情况下，甲烷比较稳定。,1.氧化反应：,注意：,（1）有机反应方程式中用“”不用“”。,（2）点燃CH4前必须验纯，否则会爆炸。,（4）多数有机物易燃烧。,（3）CH4与强酸、强碱或强氧化剂不反应。 CH4不能使KMnO4(H+)溶液和溴水褪色。,三、 甲烷的化学性质,取一个100mL的量筒，用排饱和食盐水的方法收集20mLCH4和Cl2，放在光亮的地方，

3、日光不要直射，等待片刻，观察发生的现象。,实验探究：,甲烷与氯气光照条件下的反应,取代反应：有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。,2.取代反应：,一氯甲烷，气态，不溶于水,二氯甲烷，油状液体，不溶于水,三氯甲烷，俗称氯仿，油状液体，不溶于水，有机溶剂,四氯甲烷，即四氯化碳，油状液体，不溶于水，有机溶剂,练习1、1mol甲烷最多能与多少氯气进行取代，生成多少HCl？,取代反应的条件及特征：（1）条件：a.光照（不能强光直射）； b.只能用纯净的卤素，如氯气或溴蒸气（液溴），不能用氯水和溴水。（2）特点：甲烷的取代反应是逐一取代，得到的产物是混合物。大多数有机反应都是可逆

4、反应。,（4mol，4mol）,2、在光照条件下,将等物质的量的CH4和Cl2充分反应,得到产物的物质的量最多的是( )A.CH3Cl B.CH2Cl2 C.CCl4 D.HCl 3、1mol甲烷和氯气在光照下充分反应生成相同物质的量的四种取代产物,则消耗的氯气的物质的量是( )A.1mol B.2mol C.2.5mol D.5mol,D,C,取代反应与置换反应的区别,取代反应,置换反应,有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所代替的反应。,单质和化合物反应生成新单质和新化合物的反应,反应物、生成物中不一定有单质,反应物、生成物中一定有单质,逐步取代 ，很多反应是可逆的,反应一般是

5、单向进行,反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大,在水溶液中进行的置换反应遵循“强制弱”的原则,反应中不一定有电子的得失,一定有电子的得失,其产物用途：H2是合成氨及合成汽油等工业的原料。C是橡胶工业的原料，可以用于制造颜料、油墨、油漆等。,注：多数有机物熔点低，受热易分解。,3.分解反应：,在隔绝空气的情况下，加热至10000C，甲烷分解生成炭黑和氢气。,补充：甲烷的制备（1）工业制备 （2）实验室制备药品：无水CH3COONa和碱石灰反应原理：CH3COONa+NaOH = CH4 +Na2CO3收集方法：排水法气体发生装置：同于O2、NH3碱石灰中CaO的作用是吸水，使固体反

6、应物疏松透气尾气处理：点燃燃烧, 烷烃,他们的分子式和结构式如下：,结构式,结构简式,一、烷烃的概念和通式,分子中的碳原子以碳碳单键相互连接，其余价键全部与氢原子结合成链状的烃叫做饱和烃，饱和烃又称为烷烃。烷烃是一系列化合物的总称。在烷烃分子中，碳原子数由1向上递增，这些烷烃分别称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。,结构式,结构简式,从上述分子式和结构式可以看出，烷烃分子中碳原子和氢原子之间的数量关系是一定的。从甲烷开始，每增加一个碳原子，就相应增加两个氢原子，若烷烃分子中含有n个碳原子，则含有2n2个氢原子，因此烷烃的通式为CnH2n2 。,烷烃的通式,相邻的两烷烃分子间均相差一个CH2原子团，这

7、个CH2原子团叫做系差。像烷烃分子这样，通式相同、结构相似、在组成上相差一个或多个系差的一系列化合物叫做同系列。同系列中的各化合物互称为同系物。同系物一般具有相似的化学性质。,同系物,烷烃的结构特点,烷烃分子里碳原子间都以碳碳单键相连，每个碳原子最多能以四个共价键与其他碳（或氢）原子相连。,烷烃都是立体结构，而非平面结构或直线型，所有碳原子不一定在一条直线上，而是呈锯齿状。,碳碳单键可以旋转，因此烷烃的碳链形状可以改变。,两个碳原子必然共线，三个碳原子不共线但是一定共面，四个及以上的碳原子可能共面，也可能不共面。一定条件下，可以让所有碳原子都共面。,烃基、烷基,烃分子中去掉一个（或多个）氢原子

8、剩下的部分叫做烃基。如果失去H原子的是烷烃，则剩余部分叫烷基。一般用 R- 表示。,例如甲基 -CH3 乙基 -CH2CH3或 -C2H5,二、 烷烃的物理性质,练习册P33表格,结论：烷烃的物理性质递变：状态：气态（C:14) 、液态（516)、固态（C：17以上）；,随碳原子数依次增多，其熔点、沸点、密度依次升高，且密度均小于1。,三、烷烃化学性质：,烷烃通常情况下较稳定，不与强酸、强碱、强氧化剂反应。在一定条件下也能发生氧化（燃烧）反应，取代、热解等反应。,练习册P33表格,分子式相同而结构式不同的化合物互称为同分异构体。这种现象叫做同分异构现象。,从丁烷开始出现同分异构体,四、 同分异

9、构现象,结论：碳原子数相同时，支链越多，其熔沸点越低，密度越小。,同分异构体的物理性质不同（熔沸点不同），化学性质不一定相同。,烷烃一氯代物同分异构体数目的确定方法。,补充,1、等效氢法（对称法）,连在同一碳原子上的氢原子等效。,连在同一碳原子上的甲基上的氢原子等效。,处于对称位置上的氢原子等效。,规律方法总结P47,有几种等效氢原子就有几种一元取代物。,2、换位思考法,如丙烷的二氯代物C3H6Cl2和丙烷的六氯代物C3H2Cl6的同分异构体数目相等，都有四种。,方法：（1）“先直链、一线串” C-C-C-C-C-C（2）“从头摘、挂中间；往边排、不到端”（3）“先整挂、后打散；支链碳不过半”

10、,五、烷烃同分异构体的书写与辨识,按照上述方法写出58个碳原子的烷烃的所有同分异构体。,碳链异构体的数目随着化合物分子中所含碳原子数目的增多而增多。,思考：试列表比较同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四个名词的含义。,P64 思考与交流：有机物种类繁多的原因？,每个碳原子能与其他原子形成四个共价键；,碳原子与碳原子之间也能形成共价键，可形成碳碳单键、双键或三键；,多个碳原子可相互结合形成长的碳链，也可形成碳环；,存在大量的同分异构体。,正己烷 异戊烷,C5H12 C9H20 C12H26 C20H42,戊烷,壬烷,十二烷,二十烷,六、烷烃的命名 ,加前缀：正，异，新,选主链，称“某烷”。,

11、选定分子里最长的碳链为主链，并根据主链上碳原子的数目称为“某烷”。,己烷,2、系统命名法,从离支链最近的一端开始，用1、2、3等数字给主链的各碳原子依次编号定位，以确定支链所在的位置。,1,5,6,3,4,2,编序号，确定支链的位置。,先写取代基的位置序号，再写取代基的名称，中间用“”隔开。然后根据主链上的碳原子数命名为“某烷”。,己烷,2-甲基,命名:“取代基位置”+“取代基名称”+“母体名称”,烃基大小的次序：（烃基越简单则越小，位置越靠前）,甲基乙基丙基丁基戊基己基异戊基异丁基异丙基,先小后大，同基合并,相同取代基合并，用大写的二、三等数字表示取代基数目，写在取代基名称之前。取代基位次中

12、间用“，”隔开；如果几个取代基不同，就把简单的写在前面，复杂的写在后面。,2，4-二甲基己烷,一些常见烷基的名称： -CH3： 甲基 -CH2CH3： 乙基 -CH2CH2CH3：丙基 -CH(CH3)2：异丙基 -CH2CH2CH2CH3：丁基,当有几种可能的编号方向时，应当选定使取代基具有“最小位次和”的那种编号。,两端一样长时，从小取代基一端开始编号。,1 2 3 4 5 6 7,7 6 5 4 3 2 1,1 2 3 4 5 6 7,3-甲基-5-乙基庚烷,2，2-二甲基-4-乙基己烷,命名：,1、碳链最长原则,2、支链最近原则,3、位次最小原则,有机物的系统命名原则：,口决：选主链，

13、称某烷；编号数，定支链；基名前，母名后；基名同，要合并；基名异，简在前。,1 2 3 4 5 6 7 8,碳链最长原则：主链最长,支链最近原则：起点离支链最近,最小原则：支链（取代基）所在位次之和要最小,1.命名步骤：(1)找主链-最长的碳链；(2)编号-靠近支链近的一端；(3)写名称-先简后繁，相同取代基请合并。2.名称组成： 取代基位置-取代基名称-母体名称3.数字意义： 阿拉伯数字-取代基位置 汉字数字-相同取代基的个数,小结,以2,3-二甲基戊烷为例，一般有机物的命名图析：,2，3- 二 甲基 戊烷,主链,取代基名称,取代基数目,取代基位置,2、用系统命名法命名该烷烃,3-甲基-5-乙基辛烷,1、下列名称中不正确的是（ ）,A. 2-甲基丙烷 B. 2-甲基丁烷 C. 2，2-二甲基丙烷 D. 2-乙基丁烷,D,3、写出2，5，5-三甲基-4-乙基庚烷的结构式。,