有机化合物结构特点用.ppt

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1、第二节 有机化合物的结构特点,有机化合物的特点之一就是：,仅由氧和氢构成的化合物只有两种：,H2O和H2O2,仅由碳和氢构成的化合物超过了几百万种！,由碳元素所形成的化合物种类非常多！,也就是有机化合物的种类非常多！,为什么有机化合物的种类如此繁多呢？,种类繁多3000万多种！,第二节：有机化合物的结构特点,一、有机化合物中碳原子的成键特点,有机物的主要元素是碳元素,1、碳原子的结构特点,碳原子最外层有4个电子，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。,碳原子通过共价键（共用电子对）与其他原子(H、O、N、P、S、Cl等)形成共价化合物。,例如：甲烷分子（CH4）,归纳甲烷分子的结构特点:,碳

2、与氢形成四个共价键，以C原子为中心，四个氢位于四个顶点的正四面体立体结构。所以4个键的键长是相等的，4个键的键角是相等的，4个H原子是等同的。,共价键参数,键长：键角：键能：,键长越短，化学键越稳定,决定物质的空间结构,键能越大，化学键越稳定,甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是 A、CH3Cl只有一种结构 B、CH2Cl2只有一种结构 C、CHCl3只有一种结构 D、CH4中四个价键的键长和键角都相等,练一练：,讲解,甲烷不论是正四面体结构,还是平面正方形结构,CH3Cl、CHCl3都只有一种结构(无同分异构体),故选项A、C的理由不充分。若甲烷是平面正方形

3、结构,CH2Cl2存在两种同分异构体:,而实际CH2Cl2不存在同分异构体,因此假设不合理。若甲烷是正四面体结构,此时CH2Cl2不存在同分异构体,故选项B是正确的。选项D也是错误的,因为甲烷不论是正四面体结构,还是平面正方形结构,CH4中四个价键的键长和键角都相等,故理由不充分。,甲烷分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形的平面结构,理由是 A、CH3Cl只有一种结构 B、CH2Cl2只有一种结构 C、CHCl3只有一种结构 D、CH4中四个价键的键长和键角都相等,B,2、碳原子间的结合方式,碳原子不仅能与H或其他原子形成4个共价键,碳原子之间也能相互以共价键结合。,(1)碳原子之

4、间可以形成稳定的单键、双键、叁键;,(2)多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链，碳链可带有支链;,(3)多个碳原子还可以相互结合成环，碳环和碳链 还可以相互结合。,为什么有机化合物的种类如此繁多呢？,有机物种类繁多与有机物的主要元素碳元素的碳原子成键特点、碳原子之间的相互结合方式有着密切的联系。,因为有机物的主要元素碳元素的碳原子成键特点、碳原子之间的相互结合方式，使得有机物分子中即使原子种类相同，每种原子数目也相同时，其原子可能具有多种不同的结合方式，形成具有不同结构的分子。,原子种类相同，每种原子数,目也相同,不同结构,有机物分子普遍存在同分异构现象,（这是有机物种类繁多的主要原因）,分

5、子式相同,P9【思考与交流】,36.07,27.9,9.5,分子组成相同,结构不同,结论:支链越多,沸点越低!,2.同分异构体,二、有机化合物的同分异构现象,1.同分异构现象,化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构体现象。,具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。,相似、完全不同,理解：,三个相同：,分子组成相同分子量相同分子式相同,两个不同：,结构不同,性质不同,P10“学与问”的第一问：己烷(C6H14)有5种同分异构体,你能写出它们的结构式吗?并总结同分异构体书写的基本规律!,CCCCCC,CCCCC,CCCCC,CCCC,CCCC,1、排主链,主链由长到短,2、

6、减碳(从头摘)架支链:,支链由整到散,由心到边但不到端,支链位置由心到边,但不到端。,多支链时,排布由对到邻再到间,3、减碳(从头摘)架支链:,等效碳不重排,4、最后用氢原子补足碳原子的四个价键,CH3CH2CH2CH2CH2CH3,以碳骨架的同分异构体的书写口诀：,主链由长到短；,支链由整到散；,位置由心到边；,排布由对到邻再到间。,减碳架支链,最后用氢原子补足碳原子的四个价键。,3.同分异构体的书写规律,注：碳碳单键可以旋转，整条碳链可以任意翻转。,4.碳原子数目越多，同分异构体越多,下面是烷烃的同分异构体的数目随C原子数变化,有机物分子普遍存在同分异构现象,（这是有机物种类繁多的主要原因

7、）,CH3CH2CH2CH2CH2CH3,己烷(C6H14)有5种同分异构体,其结构简式如下:,以上的同分异构体是由于碳原子的连接次序不同引起的异构,这样的同分异构体在化学上叫做“碳链异构”！,有机物的同分异构除了碳链异构，还有其它类型的异构吗？,思考：,5、同分异构体的类型,(1)指碳原子的连接次序不同引起的异构.,讨论交流:,己烷(C6H14)的一种同分异构体(如上)中的1个H原子被Cl原子(OH)取代后有多少种结构?如果在上述的结构中加入一个碳碳双键又有多少种结构呢?,CH3,CH3,CH2,CH2,CH,CH3,5、同分异构体的类型,指碳原子的连接次序不同引起的异构.,Cl,Cl,官能

8、团的位置不同引起的异构。,(2)位置异构:,(1)碳链异构:,HO,HO,官能团的位置不同引起的异构。,位置异构:,书写位置异构基本思路？,例：写出分子式为C4H8并含碳碳双键的可能结构？,CCCC,CCC,CCCC,CCCC,CH2CHCH2CH3,CH3CHCHCH3,方法：,写出碳链异构的种数,再移动官能团!,练习:写出分子式为C5H10并含碳碳双键的可能结构？,P10“学与问”的第二问：分子式为C3H6的有同分异构体吗?如果有,你写出它可能的同分异构体吗?,CCC,CCC,CH2CHCH3,5、同分异构体的类型,指碳原子的连接次序不同引起的异构.,官能团的位置不同引起的异构。,(2)位

9、置异构:,(1)碳链异构:,官能团不同引起的异构。如:丙烯和丙环烷、乙醇和甲醚,(3)官能团异构:,例如:写出C2H6O的同分异体?,提示:饱和一元醇和饱和一元醚的通式都是:CnH2n+2O!,CC,CCOH,CH3CH2OH,COC,CH3OCH3,CC,醇:,醚:,常见的官能团类别异构现象,小结：同分异构类型,碳链异构,位置异构,官能团异构,C5H12,C4H8,C2H6O,正戊烷，异戊烷，新戊烷,1-丁烯,2-丁烯,2-甲基丙烯,乙醇，二甲醚,碳链骨架(直链,支链)的不同而产生的异构,碳碳双键在碳链中的位置不同而产生的异构,官能团种类不同而产生的异构,环烷烃(2种),碳链异构中的各种同分

10、异构体是同类物质,位置异构中的各种同分异构体是同类物质,官能团异构中的各种同分异构体是不同类物质,三、同分异构体数目的判断方法,基元法 如丁基有4种同分异构体，则丁醇有4种同分异构体。,替代法 如二氯苯有3种同分异构体，则四氯苯也有3种同分异构体。,定一移二法 对于二元取代物的同分异构体的判定，可固定一个取代基位置，再移动另一个取代基，以确定同分异构体的数目。,同一碳原子上的氢原子是等效的。同一碳原子上所连接甲基上的氢原子是等效的。处于同一对称位置的碳原子上的氢原子是等效的。,对称法等同氢规律,碳碳单键可旋转,整条碳链可以任意翻转!,例如：对称轴CH3CH2CH2CH2CH3,CH3-CH2-

11、CH-CH2-CH3 CH2 CH3,CH3CH3 C CH2-CH3 CH3,a,对称技巧,在书写同分异构体时，先考虑哪种异构类型？,官能团异构,碳链异构,位置异构,例:写出化学式C3H8O的所有可能物质的 结构简式,醇:,醚:,CCC,CCCOH,CCC,CCC,COCC,【判断】下列异构属于何种异构？,1-丙醇和2-丙醇CH3COOH和 HCOOCH3 CH3CH2CHO和 CH3COCH3 4 CH3CHCH3和 CH3CH2CH2CH35 CH3CH=CHCH2CH3和 CH3CH2CH=CHCH3,位置异构,官能团异构,官能团异构,碳链异构,位置异构,CH3,第二章 分子结构与性质

12、,【观察】分子式为C6H14的烷烃在结构式中含有3个甲基的同分异构体有（）个（A）2个（B）3个（C）4个（D）5个,四、常用化学用语 有机物结构和组成的几种图示比较,化学式：用元素符号表示物质分子组成的式子，可反映出一 个分子中原子的种类和数目。,最简式（实验式）：表示物质组成的各元素原子最简整数 比的式子。,电子式：用小黑点等记号代表电子，表示原子最外层电子成 键情况的式子。,结构式：表示分子中原子的结合或排列顺序的式子，能反映 物质的结构，但不表示物质的空间构型。,结构简式：结构式的简便写法，省去结构式中代表碳氢单 键，碳碳单键等键的短线，着重突出结构特点（官能团）。,球棍模型：小球表示

13、原子，短棍表示价键，表示分子的空间 结构。,比例模型：用不同体积的小球表示不同的原子大小，用于 表示分子中各原子的相对大小和结合顺序。,键线式：进一步省去碳氢符号，剩下有机物分子中键的连接 情况，每个拐点和终点均表示连接一个碳原子。,苯的构造式,路易斯式,结构式,键线式,结构简式,2-甲基丙醇的表示方法：,路易斯式书写麻烦,结构式较麻烦,结构简式较为常用,键线式较为常用,书写结构简式的注意点,1、表示原子间形成单键的可以省略,2、C=C CC中的双键和三键不能省略,但是醛基羧基的碳氧双键可以简写为 CHO，COOH。,3、准确表示分子中原子成键的情况,如乙醇的结构简式：CH3CH2OH，HOC

14、H2CH3,1.键线式：,结构简式：,骨架式：,练习,请写出:,深海鱼油分子中有_个碳原子_个氢原子_个氧原子,分子式为_,22,32,2,C22H32O2,2.,3.下列各组物质中，哪些属于同分异构体，是同分异构体的属于何种异构？H2NCH2COOH 和 H3C-CH2NO2 CH3COOH 和 HCOOCH3 CH3CH2CHO 和 CH3COCH3 CH3CH2CH2OH 和 CH3CH2OCH3,3.写出C4H8的所有同分异构体,官能团异构,3+2种,4、C11H16 的苯的同系物中,只含有一个支链,且支链上含有两个“CH3”的结构有四种,写出其结构简式.,如果甲烷分子中的四个氢原子被

15、四个-CH3取代，生成物的分子式是_,写出它的结构简式_。如果生成物中的一个氢被氯原子取代，其产物有种。,C5H12,C(CH3)4,1,【随堂练习】,例1、进行一氯取代后，只能生成3种沸点不同的产物的烷烃是-（）A、(CH3)2CHCH2CH2CH3 B、(CH3CH2)2CHCH3C、(CH3)2CHCH(CH3)2 D、(CH3)3CCH2CH3,D,例2、某种烯烃与H2加成后的产物如下图所示,则该烯烃的结构式可能有()A.1种 B.2 种 C.3种 D.4种,C,例3、某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯代物,该烃的分子式可以是()A.C3H8 B.C4H10 C.C5H12 D.C6

16、H14,C,小结:常见一元取代物只有一种的10个碳原子以内的烷烃,CH3CH3,CH4,1、判断下列异构属于何种异构？,(1)1-丙醇和2-丙醇(2)CH3COOH和 HCOOCH3(3)CH3CH2CHO和 CH3COCH3(4)CH3CHCH3和 CH3 CH2CH2 CH3(5)CH3CH=CHCH2CH3和CH3CH2CH=CHCH3,位置异构,官能团异构,官能团异构,碳链异构,同一种物质,作业：,练习：书写C7H10 的同分异构体,1、一直链,2、主链少一个碳,3、主链少二个碳,（1）支链为乙基,（2）支链为两个甲基,A、两甲基在同一个碳原子上,A、两甲基在同一个碳原子上,B、两甲基在不同一个碳原子上,支链邻位,支链间位,4、主链少三个碳原子,4、主链少三个碳原子,本节要求：,熟练掌握C原子数小于7的烷烃和C原子数小于4的烷基的异构体数目。,CH4、C2H6、C3H8、CH3、C2H5,C4H10、C3H7,C4H9,仅有一种,有2种结构,有4种结构,C5H10、C6H14、C7H16,依次有3种、5种、9种,