1.1.2 共价键与同分异构现象 讲义 2021-2022学年高二化学人教版（2019）选择性必修3

有机化合物的机构特点 一、有机化合物中的共价键 1、共价键的类型 有机化合物的共价键有两种基本反应类型：σ键和π键 （1）σ键 ①形成：在甲烷分子中，氢原子的1s轨道与碳原子的一个sp3杂化轨道沿着两个原子核间的键轴，以“头碰头”的形式相互重叠。 ②特点：通过σ键连接的原子或原子团可绕键轴旋转而不会导致化学键的破坏。 ③稳定性：键能相对较大，不易断开。 ④断键与反应类型的关系：主要发生取代反应。 （2）π键 ①形成：在乙烯分子中，两个碳原子均以sp2杂化轨道与氢原子的1s轨道及另一个碳原子的sp2杂化轨道进行重叠，形成4个C—H σ键与一个C—C σ键；两个碳原子未参与杂化的p轨道以“肩并肩”的形式从侧面重叠，形成了π键。 ②特点：通过π键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转。 ③稳定性：π键的轨道重叠程度比σ键的小，所以不如σ键牢固，比较容易断裂而发生化学反应。 ④断键与反应类型的关系：主要发生加成反应。 （3）σ、π键个数的计算 一般情况下，有机化合物中的单键是 σ 键，双键中含有一个 σ 键和一个 π键，三键中含有一个 σ 键和两个 π 键。 2、键的极性与有机反应 （1）共价键的极性与反应的活泼性 ①共价键的极性强弱 ②共价键的极性越强，在化学反应中越容易断裂。 （2）分子中基团之间的相互影响 【实验】 水与钠的反应 无水乙醇与钠的反应 实验操作 向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中个加入同样大小的钠（约绿豆大小） 实验现象 钠浮在水面上，剧烈反应，迅速融化成光亮的小球，来回游动，发出“嘶嘶”的响声 钠沉在烧杯底部，钠块表面有气泡产生 实验结论 a. 钠与水反应剧烈 b. 密度：H2O>Na c. 钠与水反应放出大量的热，使钠熔化 a. 钠与无水乙醇反应缓慢 b. 密度：Na >C2H5OH c. 钠与无水乙醇反应放热少，钠为熔化 从共价键的极性角度解释乙醇与钠、水与钠反应的差异： 乙醇、水分别与钠反应时，断裂的都是分子中的O－H，但由于乙醇分子中的O－H的极性比水分子的极性弱，因此相同条件下，乙醇与钠反应没有与水反应剧烈。 （3）有机反应与无机反应的比较 乙醇与HBr反应：CH3—CH2—OH＋H—BrCH3CH2—Br＋H2O，反应中乙醇分子中断裂的键是C—O，原因是C—O键极性较强。 有机反应相对无机反应，有机反应一般反应速率较小，副反应较多，产物比较复杂。 例题、（2022·全国·高二专题练习）下列分子中，既有非极性键又含有π键的分子是（ ） A．C2H4Cl2 B．HCHO C．H2O D．CH2=CH—CH3 变式1、（2022·全国·高二专题练习）下列关于有机化合物中化学键的说法不正确的是（ ） A．烷烃中的化学键均为σ键 B．CH3NH2中C—H键的极性比N—H键的极性弱 C．乙烯分子中含有极性键和非极性键 D．1个丙炔分子中含有5个σ键和3个π键 变式2、（2022·全国·高二课时练习）有下列物质：①CH3CH3　②CH3-CH=CH-CH3③CH3-C≡CH　④CH3CH2OH，请思考回答： (1)上述4种有机物分子中只含有σ键的有___________(填序号)。 (2)②分子中σ键与π键的个数比为___________。 (3)②③分子中碳原子的杂化类型有___________。 (4)④发生酯化反应时，一般断裂的共价键为___________键。 (5)④与HBr反应时④中断裂的共价键为___________键。 二、有机化合物的同分异构现象 1、概念：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象叫同分异构现象，具有同分异构现象的化合物互为同分异构体。 2、分类 （1）同分异构体的类别 同分异构现象 （2）构造类别的比较 3、键线式：将碳、氢元素符号省略，只表示分子中键的连接情况和官能团，每个拐点或终点均表示有一个碳原子。如丙烯可表示为，可表示为。 4、同分异构体的书写方法 （1） 减碳移位法：烷烃 可总结为四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边不到端。 下面以C6H14为例，写出它的同分异构体： ①将分子写成直链形式（只写碳骨架）：C―C―C―C―C―C ②从直链中去掉一个C，取下的碳链在主链对称轴的一侧，由心到边不到端： 、 ③从直链上直接去掉2个碳，先考虑2个碳做一个取代基（乙基），乙基不能连在主链是4个碳原子的碳链上，与②中重复。再考虑将2个碳形成两个甲基， （2） 等效氢法 ①同一甲基上的氢原子是等效的。 ②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。如新戊烷()