内容正文:
第1节 认识有机化学
学习任务目标
1.知道有机化学的含义及其研究范围,深刻体会有机化学对制造新物质和满足人们生活需要的重大贡献。
2.能识别常见官能团的结构,能说出官能团的名称,能根据不同的标准对简单有机物进行分类。
3.能从有机物的成键方式、官能团等微观角度理解同系列及同系物的概念。
4.掌握烷烃的系统命名法,并能根据系统命名法对简单的烷烃进行命名。
1.有机物是指含碳元素的化合物,但CO、CO2、H2CO3和碳酸盐的性质与无机化合物相似,属于无机物。
2.烃分子中,碳原子之间都以单键结合形成碳链,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,这样的烃称为烷烃,烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1)。C2H6和C3H8互为同系物,和互为同分异构体,和是同种物质。
一、有机化学的发展
1.有机化学
(1)定义:以有机化合物为研究对象的学科。
(2)研究范围:包括有机化合物的来源、结构、性质、合成、应用以及有关理论和方法等。
2.有机化学的发展历程
发展
阶段
时代
主要成就和标志
萌发和形成阶段
17世纪
生活应用:使用酒、醋、染色植物和草药等
18世纪
物质提取:瑞典化学家舍勒提取到酒石酸、柠檬酸、苹果酸、乳酸和草酸等
19世纪
基本有机理论形成:①19世纪初,瑞典化学家贝采里乌斯提出“有机化合物”和“有机化学”
②1828年,维勒首次在实验室里合成了有机化合物尿素,进入了有机合成时代
③1830年,李比希创立了有机化合物的定量分析方法
④1848~1874年,提出了碳的价键、碳原子的空间结构理论,建立了研究有机化合物的官能团体系,有机化学成为一门较完整的学科
发展和走向辉煌时期
20世纪
①理论:有机结构理论的建立和有机反应机理的研究
②测定方法:红外光谱、核磁共振、质谱和X射线衍射等
③合成设计方法:逆合成分析法设计思想的诞生、有机合成路线设计实现程序化并进入计算机设计时代
发展前景
21世
纪
①揭示生命科学的许多奥秘
②创造出更多的具有优异性能的材料
③以对环境友好的方式生产更多食品
④推动科技发展、社会进步、提高人类生活质量、改善人类生存环境
二、有机化合物的分类和命名
1.有机化合物的分类
(1)按照组成元素分
①烃:只由碳、氢两种元素组成的有机化合物。
②烃的衍生物:烃分子中的氢原子被其他原子或原子团取代后的产物。如:卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺、酰胺等。
(2)按分子中碳骨架的形状分
①链状有机化合物:不含环状结构的有机化合物。
②环状有机化合物:含有环状结构的有机化合物。
(3)按分子中是否含有特殊的原子或原子团分
如:烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃、卤代烃、醇、醚、酚、醛、酮、羧酸、酯、胺和酰胺等。
(4)官能团
①概念:有机化合物分子中,决定着某类有机化合物共同特性的原子或原子团。
②有机化合物的一些主要类别及其所含的主要官能团
类别
官能团的结构及名称
有机化合物举例
烃
烷烃
—
烯烃
碳碳双键
炔烃
—C≡C—
碳碳三键
CH≡CH CH3—C≡C—CH3
乙炔 2丁炔
芳香烃
—
烃
的
衍
生
物
卤代烃
—X
卤素原子(碳卤键)
CH3—I CH3—CH2—Br
碘甲烷 溴乙烷
醇
—OH
(醇)羟基
醚
醚键
苯甲醚
酚
—OH
(酚)羟基
醛
醛基
甲醛 乙醛
烃
的
衍
生
物
酮
酮羰基
丙酮 环己酮
羧酸
羧基
乙酸 乙二酸(草酸)
酯
酯基
酸乙酯
胺
—NH2
氨基
苯胺 1,2乙二胺
酰胺
酰胺基
乙酰胺 碳酰胺(尿素)
(5)同系列、同系物
①同系列:分子结构相似,组成上彼此相差一个或若干个CH2的一系列有机化合物。
②同系物:同系列中的各化合物互称同系物。
③同系物的结构特点:
a.分子结构相似;
b.具有相同的通式,如烷烃的通式为CnH2n+2(n≥1),分子中只有一个碳碳双键的烯烃的通式为CnH2n(n≥2)。
2.有机化合物的命名(烷烃的命名)
(1)烷烃的系统命名法
①没有支链的烷烃
②有支链的烷烃
a.选主链:选含碳原子数目最多的碳链为主链,将连在主链上的原子团看作取代基,按照主链碳原子的个数称为“某烷”。
b.定编号:从距离取代基最近的一端开始,用阿拉伯数字给主链的碳原子依次编号以确定取代基的位置。
c.写名称:将取代基的名称写在烷烃名称的前面,在取代基前面用阿拉伯数字注明它在主链所处的位置,并在数字和名称之间用短线隔开。相同取代基合并,用中文数字表示