内容正文:
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
粮食中的淀粉
动物体内的蛋白质油脂植物体中的纤维素
蔬菜水果中的维生素
食物中的有机化合物
煤
石油
天然气
燃料中的有机化合物
塑料
各种药物
合成橡胶
合成纤维
材料和药物中的有机化合物
已知的3700多万种化合物中,有机化合物以超3000万种(2008年);目前,有机化合物已达上亿种。
有机化学发展历程
有机物是生命产生的物质基础,所有的生命体都含有机化合物。因此,早期科学家认为,有机化合物只能由动植物有机体内提取和分离。(生命力论)
1828年,维勒偶然发现典型的无机化合物氰酸铵(NH4CNO)通过加热可以直接转变为动物排泄物——有机化合物尿素(NH2CONH2)。
意义:从提取分离的时代,进入人工合成的时代
有机化合物
1、定义:含有碳元素的化合物为有机物。
注意:碳单质、CO、CO2、H2CO3、碳酸盐、碳酸氢盐等不具有有机物的性质,因此这类物质属于无机物。
2、组成:
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
主要元素
其他元素
有机化合物
思考:组成有机化合物的元素种类很少,碳在地壳中的含量很低,但有机化合物的种类繁多?
神奇的碳单质
石墨
金刚石
单层石墨片
碳纳米管
C60分子结构
一、有机化合物中碳原子的成键特点
以甲烷为例分析,有机物的结构特点。
请尝试从碳原子的成键特点分析:甲烷分子中,碳原子与氢原子是怎样形成化学键的?甲烷分子是平面的还是立体的?
“碳四价”原则
+6
2
4
分子式: 化学式:
电子式: 结构式:
空间结构:
一、有机化合物中碳原子的成键特点
资料卡片(P61)
CH4:
①鲍林(L.C.Pauling,1901-1994),美国化学家,主要从事化学键理论和物质结构研究,曾获1954年诺贝尔化学奖和1962年诺贝尔和平奖。
球棍模型能够表示分子的空间结构和分子内原子之间的成键类型。球棍模型中,“球”表示原子,“棍”表示共价键。空间充填模型可以表示分子的空间结构。
球棍模型
空间充填模型
分子结构示意图
一、有机化合物中碳原子的成键特点
思考:根据“碳四价原则”,2个碳原子可以形成哪些只含碳氢元素的有机物?
特征:C连接成链状,碳碳间可以单键、双键、三键。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
思考:根据“碳四价原则”,3个碳原子可以形成哪些只含碳氢元素的有机物?
特征:链状,碳碳间可以单、双、三键;
环状(3元最小环),环内可单、双、三键。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
思考:根据“碳四价原则”,4个碳原子可以形成哪些只含碳氢元素的有机物?
特征:链状:碳碳间可以单、双、三键;
环状:可单环,可二环,环内外可单、双、三键。
一、有机化合物中碳原子的成键特点
由以上可知:
1、碳四价原则;
2、碳原子连接方式多样性:碳原子之间不仅可以形成单键、双键和三键,还可以形成链状(直链或支链)或环状结构。
3、成键原子多样性:碳原子除与碳、氢原子之间形成共价键外,还可与氧、卤素、氮、磷、硫等原子形成共价键
有机物种类如此繁多的原因。
注:以上结构分析,一个分子中存在多个重键情况未涉及。
以上物质的分类
结构特点 通式
烷烃
(单)烯烃
(单)炔烃
环烷烃
环(单)烯烃
环(单)炔烃
链状,碳碳间单键连
链状,碳碳间含一个双键
链状,碳碳间含一个三键
含碳环,碳碳间单键连
含碳环,环上含碳碳双键
含碳环,环上含碳碳三键
CnH2n+2
CnH2n
CnH2n-2
CnH2n
CnH2n-2
CnH2n-4
注:以上结构分析,仅从成键角度考虑,能量及稳定性未考虑。
思考:
含有5个碳原子的属于以上分类的物质都有哪些?画出其结构式。
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