内容正文:
第06练 认识有机化合物 烃与有机高分子材料
1.碳原子的成键特点 烷烃的结构
(1)碳原子的成键特点
碳原子有四个未成对电子,可形成四个价键;碳原子可与其他原子成键,碳原子之间也可成键。
碳原子间成键方式的多样性
碳原子之间形成碳碳单键()、碳碳双键(>C=C<)、碳碳三键(—C≡C—)
碳原子间连接方式的多样性
多个碳原子之间可结合成________或________
组成有机物的碳原子数目灵活
有机物分子可能只含有一个或几个碳原子,也可能是成千上万个碳原子
(2)烷烃的结构
①结构特点:
单键
碳原子之间均以碳碳单键结合
饱和
碳原子剩余的价键全部与H结合,每个碳原子均形成4条价键
链状
碳原子结合形成的碳链可以是直链,也可以含有支链
②通式:________________
(3)烷烃的命名
若碳原子数不多于10时,依次用天干表示,碳原子数大于10时,以汉字数表示;若碳原子相同,结构不同时,用正、异、新表示。
(4)同分异构体书写
①烷烃的同分异构体书写
原则
主链由长到短,支链由整到散,位置由心到边
步骤
一是先写出碳原子数最多的主链
二是写出少一个碳原子的主链,另一个碳原子即—CH3作为支链,连在主链中心对称线一侧非端点的某碳原子上
三是写出少二个碳原子的主链,另两个碳原子作为—CH2CH3或两个—CH3作为支链,连在主链中心对称线一侧或两侧非端点的某碳原子上
②烷烃一元取代物同分异构体数目
基元(烃基数目)法
烃基有几种则一元取代物有几种。甲基、乙基、丙基分别有1、1、2种结构,丁基有4种结构,戊基有8种结构。
等效氢法
判断等效氢原子的方法有:
①连在同一碳原子上的所有H原子等效,如甲烷中的4个H原子等效。
②同一个碳原子所连甲基上的H原子等效,如新戊烷中四个甲基等效,即新戊烷分子中的12个H原子等效。
③处于镜面对称位置上的H原子等效,如中的四个甲基是等效的,两个中的二个H是等效的。
烃分子中等效氢原子的种类有多少,其一元取代物种类就有多少。
(5)烷烃的同系物判断
同
互为同系物的物质必须属于同一类物质,且官能团个数也相同
似
结构相似,是指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似
差
分子组成上相差n个CH2原子团(n≥1),即①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式);②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n)。
2.烷烃的性质
(1)物理性质:
水溶性
颜色
熔沸点
难溶于水
无色
随分子中在碳原子数的增加而________(通常情况下碳原子数≤________的烷烃为气体)
(2)化学性质
稳定性
通常情况下,比较稳定——与强酸、强碱或KMnO4等强氧化剂不发生反应
可燃性
在空气中完全燃烧,发生氧化反应,生成CO2和H2O
分解反应
在较高温度下会发生分解——用于制备基本的化工原料和燃料
取代反应
反应条件
光照(室温下在暗处不发生反应)
反应产物
可生成多种有机生成物
反应特点
连锁反应——逐步取代,各步反应同时进行
取代1 mol H原子,消耗1 mol X2,生成1 mol HX
反应模型
A—B+C—DA—D+C—B 有进有出,取而代之
3.乙烯
(1)乙烷与乙烯分子结构的比较
烃
分子式
电子式
结构式
结构简式
球棍模型
比例模型
键角
键长/10-10m
乙烷
C2H6
CH3CH3
109°28′
1.54
乙烯
C2H4
CH2=CH2
120°
1.33
(2)乙烷与乙烯的空间结构的比较
图示
键角
空间结构
乙烷
________
2个碳原子和6个氢原子不在同一平面上
乙烯
________
2个碳原子和4个氢原子在同一平面上
乙炔
H―C≡C―H
________
2个碳原子和2个氢原子在同一直线上
(3)乙烷与乙烯的化学性质的比较
乙烷
乙烯
氧化反应
O2
2C2H6+7O24CO2+6H2O
C2H4+3O22CO2+2H2O
KMnO4/H+
不反应
乙烯被氧化
特征反应
取代反应
C2H6+Cl2C2H5Cl+HCl
加成反应
CH2=CH2+Br2―→BrCH2CH2Br
加聚反应
不反应
nCH2=CH2
(4)取代反应与加成反应比较
取代反应
加成反应
反应物结构特征
含有易被取代的原子或原子团
含有不饱和键
生成物数目
一般相等 常为两种
减少 为一种
反应特点
取而代之 有进有出
加之而成 有进无出
碳碳键变化
无变化
不饱和键断裂