内容正文:
我爱化学
化学爱我
第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
海上采油(石油—含碳原子数较多的烷烃)。
这些都是生活中的常见有机化合物,通过观察你能否发现有机物在组成上有什么相似之处?
1.定义:
一、有机化合物
大多数含碳的化合物,简称有机物。
注意:含碳化合物并不都是有机物。CO2、CO、碳酸及其盐、硫氰化物、氰化物、碳化物(SiC)等属于无机物。
2.组成:
除C外,还含有H、O、N、S、P、X(卤素)等
【思考】目前人们在自然界发现和人工合成的物质已超过1亿种,其中绝大多数都是有机物,为什么有机物的种类会如此繁多?
最外层有4个电子,既不易得电子也不易失电子,通常与H、O、S、N等非金属原子通过共用电子对的方式形成共价键。
二、有机物中碳原子的成键特点
+6
2 4
1.C的成键数目
每个C原子形成____个共价键
4
这4个共价键可以如何组合呢?
C
2.C的成键种类
C原子间可形成_____、_____、_____
碳碳单键
碳碳双键
碳碳三键
单键
双键
三键
3.碳骨架形式
C原子间可形成 _______ 或 _______
碳链
碳环
思考与讨论
请结合下图显示的 4 个碳原子相互结合的几种方式,分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
C 原子成键特点
成键类型
碳骨架形式
单键、双键、三键
链状 (直链、支链)、环状
成键个数
4 个
1.大多数有机物分子里的碳原子与碳原子或其他原子的结合方式是( )
A.通过两个共价键 B.通过非极性键和极性键
C.形成四对共用电子对 D.通过离子键和共价键
BC
2.碳原子的不同结合方式使得有机物种类繁多,下列碳原子的结合方式中错误的是( )
C
课堂练习
三、烷烃的结构
1.甲烷的分子结构
CH4
分子式 电子式 结构式 空间构型 球棍模型 空间填充模型
5个原子不共面,最多3个原子处于同一平面,以 C 为中心,4个H为顶点。4 个 C-H 键的长度、强度、夹角都相同。
注意:氢元素与其他非金属元素结合时显+1价,故甲烷中的碳原子为-4价。
最简单的有机化合物
方便观察空间构型
反映真实存在情况
正四面体结构
键角
109°28′
如何证明甲烷空间构型是正四面体而不是平面正方形?
甲烷二氯取代物只有一种
【思考与讨论】与甲烷结构相似的有机物还有乙烷、丙烷、丁烷等。
写出丁烷的结构式和乙烷、丙烷、丁烷的分子式,总结这类有机化合物的结构特点?分子式有什么规律?
①元素组成:
②碳原子之间成键种类:
③碳原子的剩余价键:
只含C、H两种元素
C-C单键
C与4个原子相连接
有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷
碳原子数 2 3 4
结构式
分子式
C2H6
C3H8
C4H10
均与H结合,化合价达到“饱和”。
三、烷烃
(1)概念:
烃:只含C、H两种元素的有机物。
特点:
①单键:C-C单键,其余都是C-H键;
②饱和:每个C都连有4个原子,都为饱和碳原子
③链状:可以是链状,也可以是环状
没特别注明我们讲的烷烃都是特指链状烷烃
只含有C和H两种元素,分子中的碳原子之间都以单键结合,C的剩余价键均与H结合,使C的化合价都达到饱和,这样的一类有机物称为饱和烃,也称为烷烃。
2.链状烷烃结构:碳原子可共平面也可不共平面,但不在同一直线上,呈锯齿状。
3.链状烷烃通式:CnH2n+2(n≥1且为正整数),相对分子质量14n+2,电子数为:8n+2
键数:极性键(H) 2n+2,非极性键(C-1) n-1共价键总数3n+1
①代入通式求n 分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为
②相对分子质量为44的烷烃的分子式
③含有8个极性键的烷烃的结构简式
含有4个非极性键的烷烃的分子式为
④某烷烃有26个电子,烷烃分子式为:
①分子式:
④结构式:
(4)烷烃的表示方法
用元素符号和数字的组合表示物质分子组成的式子。
用短线来表示原子间的共用电子对
H−C−C−H
H H
H H
②最简式:
(实验式)
组成物质的各元素原子最简整数比。
如CH4、C2H6、C3H8、C4H10 ……
如CH4、CH3、C3H8、C2H5 ……
③电子式:
用“·”或“×”表示原子最外层电子成键情况。
分子的电子式和结构式均表示分子中原子的成键方式,但不能表示分子真实的空间结构。
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷
分子式 CH4 C2H6 C3H8 C4H10
结构式
结构
简式
CH4
CH3-CH3
CH3CH3
CH3-CH2-CH3
CH3CH2CH3
CH3-CH2-CH2-C