内容正文:
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
第一节 有机化合物的结构特点
课时1 有机化合物的分类方法
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课堂导入
葡萄糖
乙醇
乙酸
有机化合物常伴随在我们生活左右,据统计目前已知有机化合物已超过亿种,而且新的有机化合物仍在源源不断地被发现或合成出来。
面对如此繁多的有机化合物,我们应该如何学习有机化学呢?
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有机物是含碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸、碳酸盐、碳酸氢盐、金属碳化物、氰化物、硫氰化物等氧化物除外)或碳氢化合物及其衍生物的总称。
有机化合物种类繁多,因此需要进行合理分类。
树状分类法
交叉分类法
依据碳骨架分类
依据官能团分类
有机化合物的分类方法
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依据碳原子组成的分子骨架进行分类,可以得到如下图的分类结果。
脂环化合物:不含苯环的碳环化合物。
芳香族化合物:含一个或多个苯环的有机化合物。
有机化合物的分类方法
有机化合物
链状化合物
脂肪烃
脂肪烃衍生物
环状化合物
脂环化合物
脂环烃
脂环烃衍生物
芳香族化合物
芳香烃
芳香烃衍生物
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吡啶(C5H5N),是含有一个氮杂原子的六元杂环化合物,无色或微黄色液体,有恶臭,吡啶可看作苯分子中的一个(CH)被N取代的化合物,又称氮苯,属于芳香族化合物。
萘(C10H8),白色、易挥发并有特殊气味的晶体,属于芳香族化合物。
蒽(C14H10),浅黄色针状结晶,三个环相连,属于芳香族化合物。
有机化合物的分类方法
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观察下列有机化合物的结构,寻找其相同点和不同点。
相同点:都含有C、H元素且部分氢原子被其他原子或原子团取代;
不同点:取代氢原子的其他原子或原子团不同且部分成键方式不同。
官能团:决定有机化合物特性的原子或原子团。
有机化合物的分类方法
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有机化合物的分类方法
例如甲烷中的一个氢原子被羟基所取代得到甲醇,
甲烷常温下为气体,难溶于水,化学性质比较稳定;
甲醇常温下为液体,与水互溶,能与羧酸反应生成酯。
烃:只含碳氢两种元素的有机化合物;
烃的衍生物:烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代得到的物质。
官能团:决定有机化合物特性的原子或原子团叫官能团。
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烃的分类如下,需要注意的是,烷烃和芳香烃均没有官能团,苯环不属于官能团。
有机化合物的分类方法
有机化合物类别 官能团名称 官能团结构简式 代表物质
烃
烷烃 —— ——
烯烃 碳碳双键
炔烃 碳碳三键
芳香烃 —— ——
CH2=CH2
CH4
CH≡CH
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有机化合物的分类方法
有机化合物类别 官能团名称 官能团结构简式 代表物质
烃
的衍生物 卤代烃 碳卤键
醇 羟基
酚 羟基
醚 醚键
注意事项:羟基与链烃基,脂环烃或芳香烃侧链上的碳原子相连为醇;羟基与苯环上的碳原子直接相连为酚。
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有机化合物的分类方法
有机化合物类别 官能团名称 官能团结构简式 代表物质
烃
的衍生物 醛 醛基
酮 酮羰基
羧酸 羧基
酯 酯基
注意事项:酮羰基中官能团两端均为烃基,醛基中至少一端与H相连;若R为烃基,则为酯,若R为氢原子,则为羧酸。
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有机化合物的分类方法
有机化合物类别 官能团名称 官能团结构简式 代表物质
烃
的衍生物 胺 氨基
酰胺 酰胺基
注意事项:酮羰基中官能团两端均为烃基,醛基中至少一端与H相连;若R为烃基,则为酯,若R为氢原子,则为羧酸。
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有机化合物的分类方法
官能团与有机化合物的关系
含有相同官能团的有机物不一定是同类物质,如:芳香醇和酚官能团相同,但类别不同;
碳碳双键和碳碳三键决定了烯烃和炔烃的化学性质,是烯烃和炔烃的官能团,苯环、烷基不是官能团;
同一种烃的衍生物可有多个官能团,可相同也可不同,不同的官能团在有机物分子中基本保持各自的性质,但受其他基团的影响也会有所改变,又可表现出特殊性。
拓展:常见的有机化合物官能团还有硝基、磺酸基、氰基等。
图中物质含氧官能团的名称是 。
课堂巩固
硝基、酯基、酮羰基
图中物质所含官能团的名称是 。
羟基、羧基
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有机物的表示方法也多种多样,常见的表示方法有六式二构,具体内容如下表所示。
有机化合物的分类方法
种类 分子式 最简式 电子式 结构式 结构简式 键线式
实例 CH4 乙烷(C2H6)的最简式为CH3 CH3CH3 (正丁烷)
含义 用元素符号表示物质分子组成的式子,可反映一个分子中原子的种类和数目 ①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子
②由最简式可求最简式量 用小黑点等记号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子 ①能反映物质的结构;
②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间结构 将结构式中碳碳单键、碳氢键等短线省略后得到的式子即为结构简式,它比结构式书写简单,比较常用,是结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团) 省略碳、氢元素符号,用线段或折线表示分子中键的连接情况的式子
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有机化合物的分类方法
种类 球棍模型 空间填充模型
实例
含义 小球表示原子,小棍表示价键,用于表示分子的空间结构(立体形状) ①用不同体积的小球表示不同大小的原子;
②用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序
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有机化合物的分类方法
不饱和度 (缺氢指数):有机物分子不饱和程度的量化标志,用希腊字母Ω表示。
链状烷烃(CnH2n+2)为饱和烃, 不饱和度 Ω = 0。
常见有机分子中的基本结构单元 不饱和度
一个双键或一个环 1
一个三键 2
一个苯环 4
对于烃(CxHy)和烃的含氧衍生物(CxHyOz)来说,不饱和度可用下方公式进行计算。
卤代烃中将卤素原子代替为氢原子计算;
含氮衍生物中可将CxHyNz替换为CxHy-z计算。
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正误判断
1. 醛基的结构简式为—COH。
4. 分子中若含有多种官能团,则可以表现出多种通性。
2. 羟基和氢氧根中所含电子数目相同
3. 含有羟基的有机化合物一定属于醇。
×
×
×
√
下图所示有机物不含有的官能团为 ( )
A.酮羰基
B.醚键
C.碳溴键
D.羟基
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A
课堂小结
谢谢观看
THANKS
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20
Traveling Light
Joel Hanson
Traveling Light, track 1
Other
208783.17
XXX -
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