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第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
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
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
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′
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-CH3
CH3CH2CH2CH3
⑤结构简式
书写原则:省略C-H键;C-C键可省可不省。
为了书写方便,有机物通常用结构简式表示
CH3(CH2)2CH3
⑥球棍模型:
⑦空间填充模型:
用大小不同的小球表示原子间的连接方式,表明分子中原子半径的相对大小及原子的相对位置。
小球表示原子,短棍表示价键,能清楚地表明分子
中原子间的化学键和键型。
表示真实情况
方便观察空间构型
四、烷烃的命名
习惯命名:碳原子数1-10:甲乙丙丁戊己庚辛壬癸
≥11:十一烷……
②没有支链正…烷;1个支链异…烷;2个支链新…烷
正戊烷 异戊烷 新戊烷
注意:数清楚角标 例:CH3(CH2)9CH3 十一烷
(CH3)3CH 异丁烷
下列物质熔沸点由高到低顺序排列 。
①丁烷 ②正戊烷 ③异戊烷 ④新戊烷 ⑤己烷
【思考】标况下,22.4L的辛烷物质的量 1mol。
五、烷烃的物理性质
难溶于水易溶于有机溶剂。密度均比水小。
①C个数为1-4的烷烃为气态 5-16为液态 C>16固态(新戊烷常温:气态)
②C个数越多熔沸点越高;相同C数,支链越多熔沸点越低
判断烷烃熔沸点:先看C,C越多,熔沸点越高。
C相同,看支链,支链越多熔沸点越低。
⑤②③④①
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六、同系物、同分异构体
1.同系物(有机物):①结构相似②分子式相差n个CH2(亚甲基) 化学性质相似,物理性质不同
2.同分异构体:①化学式相同②结构不同③化学性质和物理性质不同
3.同一物质:D2O和 H2O
碳原子数 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
同分异体数 1 1 1 2 3 5 9 18 35 75
下面是烷烃的同分异构体的数目随C原子数变化
概念 内 涵 比较对象 实例 性质
同位素 化学性质几乎完全相同,物理性质略有差异
同素异形体 化学性质相似,物理性质差异较大
同系物 化