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！种类繁多——3000万多种！第二节第一章认识有机化合物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。共价键参数共价键键能大小（kJ/mol）键长pmCH4C-H413.4109．3NH3N-H100．8H2OO-H46395.8HFH-F56691.8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CHHHH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CHHHHB2、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。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）分子式相同P9【思考与交流】物质名称正戊烷异戊烷新戊烷结构式相同点不同点沸点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!C—C—C—C—C—CC—C—C—C—CCC—C—C—C—CCC—C—C—CCCC—C—C—CCC1、排主链,主链由长到短2、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CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH2—CH2—CH2—CH3CH3CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3—CH—CH—CH3CH3CH3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，同分异构体越多碳原子数12345678910同分异体数1112359183575碳原子数1112….1543472040同分异体数159355….36631962491178805931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）CH3—CH2—CH2—CH2—CH2—CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH2—CH2—CH2—CH3CH3CH3—C—CH2—CH3CH3CH3CH3—CH—CH—CH3CH3CH3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？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.己烷(C6H14)的一种同分异构体(如上)中的上个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—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3—CH2—CH—CH2—CH3CH3CH3CH3CH2CH2CHCH3————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.CH2—CH2—CH—CH2—CH3CH3Cl—Cl—CH3—CH—CH—CH2—CH3CH3ClCH3—CH2—CH—CH2—CH3CH2CH2—CH2—C—CH2—CH3CH3Cl官能团的位置不同引起的异构。(2)位置异构:(1)碳链异构:CH3＝CH2—CH—CH2—CH3CH3OHHO—HO—OHCH3—CH2＝CH—CH2—CH3CH3CH3—CH2—C—CH2—CH3CH3官能团的位置不同引起的异构。位置异构:例：写出分子式为C4H8并含碳碳双键的可能结构？C—C—C—CC—C—CCC＝C—C—CC—C＝C—CC＝C—CCCH2＝CH—CH2—CH3CH3—CH＝CH—CH3CH2＝C—CH3CH3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?C—C—CC＝C—CCH2＝CH—CH3C—CCCH2—CH2CH25、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!C—CC—C—OHCH3—CH2—OHC—O—CCH3—O—CH3C—C醇:醚:序号类别通式1烯烃环烷烃2炔烃二烯烃3饱和一元脂肪醇饱和醚4饱和一元脂肪醛酮5饱和羧酸酯CnH2nCnH2n-2CnH2n+2OCnH2nOCnH2nO2常见的官能团︿类别﹀异构现象小结：同分异构类型异构类型示例书写异构体种类产生原因碳链异构位置异构官能团异构C5H12C4H8C2H6O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⑴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。⑶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。⑵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。①同一碳原子上的氢原子是等效的。②同一碳原子上所连接甲基上的氢原子是等效的。③处于同一对称位置的碳原子上的氢原子是等效的。⑷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CH3CH2CH2CH2CH3①②③②①②①③①②CH3-CH2-CH-CH2-CH3①CH2②CH3CH3CH3–C–CH2-CH3①CH3②③aabbbbaa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:C—C—CC—C—C—OHC—C—COHC—C—CC—O—C—C【判断】下列异构属于何种异构？11-丙醇和2-丙醇2CH3COOH和HCOOCH33CH3CH2CHO和CH3COCH34CH3—CH—CH3和CH3CH2CH2CH35CH3CH=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【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⑴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。⑵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。⑶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。⑷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。⑸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）。⑺球棍模型：小球表示原子，短棍表示价键，表示分子的空间结构。⑻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。⑹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CCCCCCHHHHHHCCCCCCHHHHHHCHCHCHCHCHCH或路易斯式结构式键线式结构简式2-甲基丙醇的表示方法：HCCCOHHHHHHCHHHH-C-C-C-O-HHHHHHH-C-HHCH3CHCH2OHCH3(CH3)2CHCH2OH或OH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=CC≡C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，HO—CH2CH3COOH1.键线式：结构简式：CH3－CH－CHCH2CH2CH－COOHCH3CH3CH3骨架式：C－C－C－C－C－C－COOHCCC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________22322C22H32O22.3.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？①H2N—CH2—COOH和H3C-CH2—NO2②CH3COOH和HCOOCH3③CH3CH2CHO和CH3COCH3④CH3CH2CH2OH和CH3CH2OCH33.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。C5H12C(CH3)41【随堂练习】例1、进行一氯取代后，只能生成3种沸