1.1有机化合物的结构特点和研究方法 课件 2024-2025学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修3

第1课时 有机化合物的分类方法 第一节 有机化合物的结构特点 第一章　有机化合物的结构特点与研究方法 1 催熟剂：乙烯（C2H4） 奥运火炬燃料：丙烷（C3H8） 装修污染物：苯（C6H6） 甲醛（HCHO） 乙炔（C2H2） 据统计： 到目前为止，有机物已经超过了三千万种，而无机物只有十几万种，每年新合成的化合物中90﹪以上是有机物。 有机化合物数量繁多，为便于研究，需要对其进行合理分类 新课引入 维勒 无机物氰酸铵(NH4CNO) 1828年,德国 化学家维勒 有机物CO(NH2)2尿素 1.概念：绝大多数含碳的化合物称为有机化合物，简称有机物 特例： (1) 碳的氧化物（CO、CO2） (2)碳酸及其盐(H2CO3、Na2CO3、NaHCO3） (3)氰化物（HCN、NaCN） (4)硫氰化物（KSCN） (5)某些碳化物（SiC、CaC2 ）属于无机物 一.有机化合物 【课堂练习】1、下列物质属于有机物的是( ) ①HCN ②CH4 ③CCl4 ④金刚石 ⑤KSCN ⑥CH3COOH ⑦Ca(HCO3)2 ⑧NH4CNO ⑨ CaC2 ⑩Cu2(OH)2CO3 ②③⑥ 3. 有机物性质特点 (1)大多数难溶于水，易溶于有机溶剂(汽油、酒精、苯等） (2)大多数是共价化合物，属于非电解质，不易导电。 (3)大多数熔沸点较低，属于分子晶体。 (4)大多数易燃烧（CCl4除外），受热易分解。 2. 组成元素 碳C、氢H、氧O、氮N、硫S、磷P、卤素等… 主要元素 4. 有机反应特点 有机反应比较复杂，一般反应速率慢，而且副反应多，产物比较复杂，所以有机反应常用“ ”代替“══”。 CCl4可用于灭火 思考：仅由氧元素和氢元素组成的化合物有两种：H2O和H2O2，在自然界仅有碳元素和氢元素组成的烃类化合物却超过了几百万种，为什么呢？ 碳原子间的排列方式: 碳原子的成键特点: 碳原子间的成键方式: C原子可形成4个共价键 思考：有机物种类繁多，那该如何分类呢？ CH4 CH3CH3 CH2=CH2 CH≡CH CH3CH2CH3 C6H6 C6H5─CH3 H2O H2O2 可形成单键、双键、三键 可形成碳链、碳环 二、有机物的分类 1.按组成元素分类 有机物 烃：仅含碳和氢两种元素的有机物，称为碳氢化合物(CxHy) 烃的衍生物：烃分子里的H被其他原子或原子团取代的产物。 如：烷烃、烯烃、炔烃、环烷烃、环烯烃、芳香烃 如：卤代烃、醇、醛、酮、羧酸、酯、酚、醚、胺等 烃基：烃分子失去一个H所剩余的原子团，常写为： －R 或 R－ 例：甲基—CH3、乙基—CH2CH3、 丙基 —C3H7 烷基：烷烃失去一个H剩余的原子团 碳 烃 tīng 氢 除了C和H元素，还有其它元素（O、N、P、S、卤素等） CH4 CH3Cl CH3OH HCHO HCOOH HCOOCH3 教材P4 C 连接成链状 (可以有支链， 无环状结构) C 连接成环状 (可以有支链) 链状，只含C和H的化合物 链状，除了C和H外还有其它元素 含一个或多个苯环 有碳环结构， 但不含苯环 二、有机物的分类 2.依据碳骨架分类 杂环化合物 (即环骨架的原子除C外，还有其他元素) 如： 又称脂肪族化合物 萘 甲苯 苯酚 CH3 吡啶 呋喃 噻吩 【课堂练习】观察下列有机物，并按碳骨架把它们分类，完成填空： ① ②　　　　　 ③ ④ 　　 ⑤　　　　 ⑥ ⑦ 　　　 　 ⑧ (1)属于链状化合物的是_______ (2)属于脂环化合物的是_____ (3)属于芳香族化合物的是_______ (4)属于芳香烃的有_____ (5)属于脂肪烃的有_____ (6)属于脂环烃衍生物的有___ ①④⑥ ②⑦ ③⑤ ⑧ ③⑤ ①④ ② 8 【思考】芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物之间有何关系？ ①芳香族化合物：含一个或多个苯环的化合物 ②芳香烃：含一个或多个苯环的烃 (只含C、H元素) ③苯的同系物：只含1个苯环，侧链全为烷基的芳香烃。 NO2 Br CH3 芳香族化合物 芳香烃 苯的同系物 苯环上的H被烷基取代的产物 概念辨析 CH═CH2 C2H5 ，符合通式CnH2n-6(n≥7) 1．下列有机物属于苯的同系物的是(　　) C 2.按碳的骨架分类，下列说法正确的是 (　　) A． 属于链状化合物 B． 属于芳香族化合物   C． 属于脂环化合物 D． 属于芳香烃 A 【课堂练习】 奈是芳香族化合物 官能团 决定有机化合物特性的原子或原子团 CH4 CH3OH 类别 性质 官能团 烃 烃的衍生物 常温下是气体，难溶于水，化学性质比较稳定 常温下是液体，与水互溶，能与羧酸反应生成酯，和金属钠反应 —OH 羟基 无 思考：含相同C的烷烃和醇相比，醇在水中的溶解度更大，醇的沸点更高的原因？ —OH有极性，是亲水基（存在分子间氢键） 思考：甲醇的这些特性取决于什么？ 3.依据官能团分类 二、有机物的分类 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 乙烯 CH≡CH 乙炔  CH4 甲烷 注意：①苯环、烷基不是官能团 ②官能团是中性基团，不带电荷。 官能团：决定有机化合物特性的原子或原子团 苯 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 （醇）羟基 酚 （酚）羟基 醚 醚键 二、有机物的分类 3.依据官能团分类 卤素原子（如溴原子） - X（ 可为- F、 - Cl、 - Br、 - I） 溴乙烷 乙醇 苯酚 卤代烃不是烃 注意区分相似官能团 (酚)羟基 (醇)羟基 【思考】如何区分(醇)羟基、(酚)羟基呢？ CH3 CH2 OH OH CH2 OH OH HO OH CH3 OH CH3 ①-OH 与链烃基，脂环烃或芳香烃侧链上的碳原子相连为醇 ②-OH与苯环上的碳原子直接相连为酚 乙醇 苯甲醇 环己醇 苯酚 间甲基苯酚 3-甲基-1,5-苯二酚 1.羟基的区别： 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 （醇）羟基 酚 （酚）羟基 醚 醚键 1.羟基的区别：① -OH与链烃基，脂环烃或芳香烃侧链上的碳原子相连为醇； ② -OH与苯环上的碳原子直接相连为酚。 二、有机物的分类 3.依据官能团分类 卤素原子（如溴原子） - X（ 可为- F、 - Cl、 - Br、 - I） 溴乙烷 乙醇 苯酚 乙醚 卤代烃不是烃 甲醚 CH3OCH3 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（羰基） 羧酸 羧基 酯 酯基 2.羰基和醛基的区别：羰基中官能团两端均为烃基（-R），醛基中至少一端与H相连； 二、有机物的分类 3.依据官能团分类 可简写为 —CHO —COOH —COOR 乙醛 CH3CHO 丙酮 CH3COCH3 乙酸 CH3COOH 乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3 C O R1 R2 C O H H(R) 注意区分相似官能团 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（羰基） 羧酸 羧基 酯 酯基 3.羧基和酯基的区别： 若R2为烃基，则为酯，若R2为氢原子，则为羧酸。 二、有机物的分类 3.依据官能团分类 可简写为 —CHO —COOH —COOR 乙醛 CH3CHO 丙酮 CH3COCH3 乙酸 CH3COOH 乙酸乙酯 CH3COOCH2CH3 C O O R2 注意区分相似官能团 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 甲胺 二、有机物的分类 3.依据官能团分类 - CONH2 乙酰胺 CH3CONH2 甲胺 乙酰胺 酰胺基 乙酰基 O C NH O C N 都属于酰胺基。 注意： C H O C OH O C OR O 酮羰基, 两端连接C原子 醛基,一端连接H原子，另一端可以连接烃基C也可以连接H 羧基,一端连接OH原子团，另一端可以连接烃基C也可以连接H 酯基,O上只能连接烃基，另一端可以连接烃基C也可以连接H 酰胺基,一端连接NH2原子团，另一端可以连接烃基C也可以连接H 注意 R1 R2 1.有机物不同的分类方法，可以属于不同的类别 如环己烯既属于脂环化合物，又属于烯烃； 苯酚既属于芳香族化合物，又属于酚类。 −OH −COOH −COOR −CHO −NH2 −NO2 HO− HOOC− ROOC− OHC− H2N− O2N− 写左边 写右边 特别提醒 主题2:根据官能团分类 2.官能团是一个整体，不能将官能团拆开理解。 如：不能认为-COOH含有一个酮羰基和一个羟基。 3.要规范书写官能团。 醛基简写为: −CHO，不能写成: −COH 硝基: −NO2，不能写成: −O2N 其他官能团：氰基：−CN 硝基: −NO2 磺酸基：−SO3H 官能团的写法 OH （1）请按官能团的不同对下列有机化合物进行分类，指出它们的官能团名称和所属的有机化合物类别，以及分子结构中的相同点和不同点。 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ 碳溴键 卤代烃 羟基 酚 羟基 醇 醛基 醛 羧基 羧酸 酯基 酯 共同点：都含苯环，都属于芳香族化合物，且全部是芳香烃的衍生物。 不同点：官能团不同。 思考与讨论P6 （2）有机化合物的官能团决定其化学性质，丙烯酸(CH2=CHCOOH)是重要的有机合成原料，请指出分子中官能团的名称，并根据乙烯和乙酸的官能团及性质，推测丙烯酸可能具有的化学性质。 官能团： 碳碳双键 羧基-COOH 1)加成反应： 2)氧化反应： 4)取代反应：酯化反应 3)加聚反应 5)酸的通性 化学性质： ②使溴的CCl4溶液褪色 ①与H2加成 ①燃烧 ②使KMnO4(H+)褪色 碳碳双键 具有烯烃性质 羟基 具有醇类性质 具有羧酸性质 羧基 —OH(羟基)与OH-的区别 —OH(羟基) OH-(氢氧根) 电子式 电性 稳定性 不带电 带一个单位负电荷 不能单独稳定存在 在溶液或熔化时可稳定存在 知识补充 23 官能团 基 根 概念 电性 稳定性 实例 联系 ①官能团属于基，但基不一定是官能团 ②根和基可以相互转化 ③基与基能够结合成分子，基与根不能结合 ④根、基与官能团均属于原子或原子团 官能团、基、根（离子）的比较 决定化合物特殊性质的原子或原子团 分子中失去中性原子或原子团后剩余的部分 指带电荷的原子或原子团，即离子 电中性 电中性 带电荷 不稳定 不能独立存在 不稳定 不能独立存在 稳定 可以独立存在于溶液中或熔化状态下 −OH、−Cl、 −OH、−CH3、−C6H5 OH- 对比提升 1、具有解热镇痛及抗生素作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式为如下图 ，它属于(　　) ①芳香化合物 ②脂肪化合物　 ③有机羧酸　 ④有机高分子化合物　 ⑤芳香烃 A．③⑤　　　B．②③　　　C．①③　　　D．①④ C 【课堂练习】 2.(1) 中所含官能团的名称为____________________。 (2)写出化合物 中含氧官能团的名称为_____________。 (3) 中的含氧官能团名称为硝基、________和_______。 碳碳双键、碳氯键 羟基、酯基 (酚)羟基 醛基 (4) 所含官能团的名称为______________。 (5) 中含氧官能团的名称为________________。 酯基、酮羰基 酮羰基、酰胺基 $$