内容正文:
第2课时 有机化合物的命名
课标要点
核心素养
1.宏观辨识与微观探析
2.证据推理与模型认知
1.知道烷烃的习惯命名方法
2.学会烷烃的系统命名法,并能对简单的烷烃进行命名
了解习惯命名法,体会习惯命名法的不足。
掌握烷烃的系统命名法,并能根据系统命名法对简单的烷烃进行命名
[知识梳理]
[知识点一] 烷烃的习惯命名法
1.分子结构简单的烷烃(没有支链)的命名
(1)分子中碳原子数在10以下的,用甲、乙、丙、丁、 戊 、己、 庚 、 辛 、 壬 、癸来表示。
(2)分子中碳原子数在10以上的,用汉字数字来表示,如C12H26称为 十二 烷。
(3)对于碳原子数相同而结构不同的烷烃,一般在烷烃名称之前再加上“ 正 、 异 、 新 ”等字加以区别。如正丁烷、异丁烷等。
2.取代基
烃分子去掉一个或多个氢原子之后剩余部分称为 烃基 ;烷烃分子去掉一个或多个氢原子之后剩余部分称为 烷基 ,完成下列空白。
①甲基的结构简式和电子式分别为 。
②乙基、丙基、异丙基的结构简式分别为
。
[知识点二] 烷烃的系统命名法
1.选主链
(1)作为主链的碳链必须含有的碳原子数目 最多 。
(2)连在主链上的原子团看作 取代基 。
(3)按主链碳原子数命名烷烃为“某烷”。
2.定编号
从距离取代基 最近 的一端开始,用阿拉伯数字给主链碳原子依次编号以确定取代基的位置。
3.写名称
(1)模式:-
(2)取代基的位置:取代基前面用阿拉伯数字注明它在烷烃主链上所处的位置,并用短线“-”将数字与取代基名称隔开。
(3)相同取代基:将取代基合并,用中文数字表示取代基的个数,用“,”将表示取代基位置的阿拉伯数字隔开。
(4)不同取代基:先写简单的后写复杂的。
图解:
[自我评价]
判断对错(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)有机物(CH3CH2)2CHCH3主链上有5个碳原子( √ )
(2)CH3CH(C2H5)CH2CH2CH3的命名为2乙基戊烷( × )
(3)某有机物命名为3甲基2乙基戊烷( × )
(4)某有机物命名为“3甲基丁烷”,错误的原因是主链未选对( × )
(5) 命名为“2乙基丙烷”,错误的原因是编号不正确( × )
(6) 命名为2乙基丁烷。( × )
(7) 命名为3,4二甲基戊烷。( × )
(8) 命名为3甲基丁烷。( × )
烷烃的习惯命名法
(素养形成——宏观辨识与微观探析)
[思考探究]
1.除系统命名法外,人们也用习惯命名法来命名分子结构相对简单的烷烃。如C5H12的同分异构体有3种,分别是CH3(CH2)3CH3、(CH3)2CHCH2CH3、C(CH3)4,用习惯命名法分别命名为 ____ 、 ______ 、 ________ 。
提示:正戊烷 异戊烷 新戊烷
2.丁烷有正丁烷(CH3CH2CH2CH3)与异丁烷(CH(CH3)3),据此分析丁烷分子中有几种氢原子?丁基有几种?
提示:根据等效氢原则,正丁烷与异丁烷各有2种氢原子,故丁烷分子中含有4种氢原子;丁基同理也有4种:—CH2CH2CH2CH3、
[核心突破]
1.烃基和烷基
相关定义
烃分子失去一个氢原子所剩余的原子团称为烃基。烷烃失去一个氢原子所剩余的原子团叫烷基
实例
—CH3叫甲基,—CH2CH3叫乙基
特点
不带正负电荷,不能独立存在
[微点拨] 烷基属于烃基的一种,一般用“R—”表示烷基。
2.常见烷基的结构
甲基:—CH3。
乙基:—CH2CH3。
丙基:—C3H7(结构有2种),结构简式为
CH3CH2CH2—和(CH3)2CH—。
[典题示例]
[典题1] (2022·天津高二检测)已知两个结构简式:CH3—CH3和CH3—,这两个结构简式中均有短线“—”,这两条短线所表示的意义是( )
A.都表示一对共用电子对
B.都表示一个共价单键
C.前者表示一对共用电子对,后者表示一个未成对电子
D.前者表示分子内只有一个共价单键,后者表示该基团内无共价单键
解析:C [结构简式CH3—CH3中的短线表示碳碳单键,即表示一对共用电子对,而结构简式CH3—中的短线仅表示1个电子,所以A、B均错误,C正确;CH3—CH3和CH3—均含有C—H单键,所以D错误。]
[学以致用]
1.已知戊基—C5H11有8种,则分子式为C5H12O的有机化合物中能与金属钠反应放出H2的有( )
A.4种 B.6种 C.8种 D.10种
解析:C [分子式为C5H12O的有机化合物能与金属钠反应放出H2,则满足条件的有机化合物为醇类,其结构可表示为C5H11—OH,由于—C5H11有8种,则C5H11—OH有8种。]
烷烃的系统命名法
(素养形成——证据推理与模型认知)
[思考探究]
1.有机物的主链上所含碳原子数目是多少?
提示:根据结构简式可以看出最长碳链含有6个碳原子。
2.2,3二甲基3,4二乙基戊烷的命名正确吗?
提示:应为2,3,4三甲基3乙基己烷。
3.有同学按照系统命名法将有机化合物命名为2,3,5,5四甲基4,4二乙基己烷,是否正确?
提示:错误。该有机化合物分子中主链碳原子的编号顺序为,因此名称为2,2,4,5四甲基3,3二乙基己烷。
[核心突破]
1.烷烃系统命名法的五原则
2.烷烃系统命名法的三步曲
(1)第一步——定主链:遵循“长”“多”原则。
①“长”,即主链必须是最长的;
②“多”,即同“长”时,选取含支链最多(支链即取代基)的。如
主链最长(7个碳原子)时,选主链有a、b、c三种方式,其中,a有3个支链、b有2个支链、c有2个支链,所以方式a正确。
(2)第二步——编位号:遵循“近”“简”“小”原则。
①优先考虑“近”:即从离支链最近的一端开始编号,定为1号位。如
②同“近”考虑“简”:若有两个取代基不同,且各自离两端碳原子等距离,从简单支链的一端开始编号(即:基异、等距选简单)。如
③同“近”同“简”考虑“小”:就是使支链位置序号之和最“小”。若有两个取代基相同(等“简”),且各自离两端碳原子的距离相等(等“近”)时,才考虑“小”。如
方式一支链的位号和为2+5+3=10,方式二支链的位号和为2+5+4=11,10<11,所以选择方式一。
(3)第三步——写名称,要按照如下格式:
位号支链名位号支链名某烷,先写小基团,再写大基团。如
可命名为3甲基4乙基己烷。
[典题示例]
[典题2] 下列有关烷烃的命名正确的是( )
D.异戊烷
[方法技巧] 烷烃命名口诀
⇒⇒⇒⇒⇒
[学以致用]
2.有机物分子的结构简式为
,其用系统命名法的名称是( )
A.2,5二甲基己烷
B.2,4二甲基3乙基己烷
C.2,5二甲基3乙基己烷
D.3,3,4三甲基己烷
解析:C [该有机物为烷烃,最长主碳链含6个碳,取代基最多,离取代基近的一端编号得到名称为2,5二甲基3乙基己烷。]
[素养提升]
我国在 CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性进展,CO2转化过程示意图如图:
汽油成分中a物质的系统命名为什么?a物质的一氯代物的同分异构体有几种?
提示:a物质的球棍模型为,由此可知a物质为异戊烷,系统命名为2甲基丁烷,根据等效氢原则异戊烷分子中有4种等效氢,故一氯代物有4种。
1.烷烃的系统名称分为四个部分:①主链名称;②取代基名称;③取代基位置;④取代基数目。这四部分在烷烃名称书写中的先后顺序是( )
A.①②③④ B.③④②①
C.③④①② D.①③④②
解析:B [烷烃的系统命名书写顺序分别是取代基位置、取代基数目、取代基名称、主链名称。]
2.有一种烃可表示为
,则命名该烃时主链上的碳原子数为( )
A.7 B.8
C.9 D.10
解析:C [该烃的碳骨架结构可表示为
,其主链上有9个碳原子。]
3.下列名称正确的是( )
A.2,3,3三甲基丁烷 B.2甲基3乙基己烷
C.2乙基丁烷 D.4,4二甲基戊烷
解析:B [A的正确名称为2,2,3三甲基丁烷;C的正确名称为3甲基戊烷;D的正确名称为2,2二甲基戊烷。]
4.(2022·河南周口高二月考)烷烃的命名正确的是( )
A.4甲基3丙基戊烷 B.3异丙基己烷
C.2甲基3丙基戊烷 D.2甲基3乙基己烷
解析:D [选择分子中含有碳原子数最多的碳链为主链,当最长碳链有多条选择时,选取连有支链最多的为主链,,选择第2条为主碳链,并从离支链较近的一端开始给主链的碳原子编号,则该物质的名称是2甲基3乙基己烷,D正确。]
5.用系统命名法命名下列烷烃:
解析:烷烃命名时必须按照三条原则进行:①选最长碳链为主链,当最长碳链不止一条时,应选支链多的为主链;②给主链编号时,应从距离取代基最近的一端开始编号,若两端距离取代基一样近,应从使全部取代基位号之和最小的一端来编号;③命名要规范。如(5)对烷烃的命名,若主链的选取有多种可能时,应选择含支链较多的碳链作为主链,且碳原子编号应使总编号和最小。即。
答案:(1)2甲基丁烷 (2)2,4二甲基己烷
(3)2,5二甲基3乙基己烷 (4)3,5二甲基庚烷
(5)2,4二甲基3乙基己烷
(6)2,2,4,6四甲基5乙基庚烷
[课堂小结]
对应学生课时P4
1.主链含5个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有( )
A.2种 B.3种 C.4种 D.5种
答案:A
2.下列有机物属于环状化合物,且属于苯的同系物的是( )
A.①②④⑤ B.①②③④⑥
C.①⑥ D.①②③④⑤⑥
3.下列烷烃的命名中,正确的是( )
解析:B [A项错误,应选分子中最长的碳链为主链,正确的命名应为戊烷; B项正确,符合烷烃的系统命名法;C项错误,主链选错,正确的命名应为3甲基戊烷;D项错误,应从离取代基最近的一端给主链编号,正确的命名应为2甲基4乙基己烷。]
4.某有机化合物的结构简式如下图。下列说法不正确的是( )
A.该有机化合物属于烷烃
B.该烃的名称是3,5二甲基庚烷
C.该烃与2甲基3乙基己烷互为同分异构体
D.它的最简单的同系物的二氯代物有两种
解析:D [所给烷烃的最简单的同系物为甲烷,甲烷的二氯代物只有一种,D项错误。]
5.某烷烃一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有2种,这种烷烃的名称是( )
A.正壬烷 B.2,6二甲基庚烷
C.2,2,4,4四甲基戊烷 D.2,3,4三甲基己烷
解析:C [正壬烷的结构简式为
CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH3,其分子中在5号碳原子处有一对称轴,分子中含有5种氢原子,其一氯代物有5种,A项错误;2,6二甲基庚烷的结构简式为(CH3)2CHCH2CH2CH2CH(CH3)2,分子中含有4种不同的氢原子,其一氯代物有4种,B项错误;C项,2,2,4,4四甲基戊烷的结构简式为(CH3)3C—CH2—C(CH3)3,其分子中含有2种不同的氢原子,其一氯代物有2种,C项正确;D项,2,3,4三甲基己烷的结构简式为(CH3)2CHCH(CH3)CH(CH3)CH2CH3,其分子中含有8种不同的氢原子,其一氯代物有8种,D项错误。]
6.(2022·山东潍坊高二检测)某有机化合物的名称是2,2,3,3四甲基戊烷,下列有关其结构简式的书写正确的是( )
A.(CH3)3CCH(CH3)2
B.(CH3)3CCH2C(CH3)3
C.(CH3)3CC(CH3)2CH2CH3
D.(CH3)3CC(CH3)3
解析:C [根据有机物的名称2,2,3,3四甲基戊烷可写出其结构为,则C项正确。]
7.(2022·重庆高二检测)用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是( )
A.15 g甲基(—CH3)所含有的电子数是10NA
B.1 mol苯乙烯()中含有的碳碳双键数为4NA
C.常温下,14 g乙烯和丙烯的混合物中总原子数为3NA
D.4.2 g C3H6中含有的碳碳双键数一定为0.1NA
解析:C [甲基的电子式为,1 mol—CH3含有9NA个电子,A项错误;苯环中无碳碳双键,B项错误;C3H6可能为环丙烷,D项错误。]
8.某有机物的系统命名是2,2,4,4四甲基戊烷,其结构简式书写正确的是( )
解析:C [由名称写结构简式,应首先写出主链的结构,即主链上有5个碳原子,然后再在相应位置添加取代基。它的结构简式也可写为(CH3)3CCH2C(CH3)3。]
9.有一种烃,其结构简式可以表示为:
,命名该有机物时,应认定它的主链上的碳原子数目是( )
A.8 B.9 C.11 D.12
解析:C [有如图所示的链含有的碳原子数最多,为11个碳原子,
,故选C。]
10.(双选)某有机物的结构简式为
,下列说法不正确的是( )
A.该有机物属于烷烃
B.该烃的名称是5甲基3乙基庚烷
C.该烃与2,5二甲基3乙基己烷互为同系物
D.该烃的一氯取代产物共有8种
解析:BC [A项,该有机物的结构特点:碳原子之间以碳碳单键结合,呈链状,碳原子的其他价键全部与氢原子结合,达到了饱和状态,符合烷烃的结构特点,故为烷烃,正确;B项,,对主链碳原子编号时,若支链位置距离主链两端一样近,则从简单的支链的一端开始编号,该烃的名称是3甲基5乙基庚烷,错误;C项,该烃与2,5二甲基3乙基己烷的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,错误;D项,根据等效氢原则,该有机物分子中有8种氢,故其一氯取代产物共有8种,正确。]
11.Ⅰ.(1)按系统命名法命名:
有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2的名称是 ________________ 。
(2)写出下列各种有机物的结构简式:
①2,3二甲基4乙基己烷 ________________ ;
②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃 __________ 。
Ⅱ.人们将有机物中连有四个不同原子(或原子团)的碳原子称为不对称碳原子,如图所示烷烃X中含有一个不对称碳原子(用*标记)。含有不对称碳原子的物质通常具有光学活性。
回答下列问题:
(1)烷烃X的名称是 ______ ;其一氯代物共有 ______ 种(不考虑立体异构)。
(2)具有光学活性且相对分子质量最小的链状烷烃的分子式是 ____ ,符合该条件的结构有 ____ 种。
(3)下列9种微粒:①NH;②—NH2;③Br-;④OH-;⑤—CHO;⑥—OH;⑦NO2;⑧CH;⑨—CH3,属于官能团的有 ______ (填序号,下同);能跟C2H;结合生成有机物分子的微粒有 ______ 。
解析:Ⅰ.(1)有机物CH3CH(C2H5)CH(CH3)2是烷烃,主链含有5个碳原子,2个甲基作支链,名称是2,3二甲基戊烷。
(2)①2,3二甲基4乙基己烷属于烷烃,2个甲基和1个乙基作支链,主链含有6个碳原子,结构简式为;
②支链只有一个乙基且相对分子质量最小的烷烃,其主链含有5个碳原子,结构简式为。
Ⅱ.(1)烷烃X的碳主链有5个碳原子,分子中含有4个甲基,其名称是2,2,3,4四甲基戊烷;烷烃X的碳骨架为,连接2号碳原子的3个甲基上的氢原子等效,连接4号碳原子的2个甲基上的氢原子等效,故其一氯代物共有5种;
(2)根据不对称碳原子的定义可知,作为链状烷烃的不对称碳原子应该分别连接—H、—CH3,—CH2CH3,—CH2CH2CH3(或),故符合条件的最简单的链状烷烃的结构简式为
式均为C7H16;符合该条件的结构有2种;
(3)官能团不带电荷,故属于官能团的是—NH2,—CHO,—OH;答案为②⑤⑥;能跟C2H结合生成有机物分子的微粒带负电荷,有NH,Br-,OH-,答案为①③④。
答案:Ⅰ.(1)2,3二甲基戊烷
Ⅱ.(1)2,2,3,4四甲基戊烷 5 (2)C7H16 2 (3)②⑤⑥ ①③④
12.汽油的主要成分是含C5~C11的烃类,是一种无色或淡黄色、易挥发、易燃液体,具有特殊臭味,是小型汽车的主要燃料。请给汽油中含有的下列烷烃用系统命名法命名。
(1)结构简式为(CH3)3CCH(CH3)2: ________________________ 。
(2)球棍模型为: __________________________ 。
(3)键线式为:
_______________________________________________________________。
(4)结构简式为:
________________________ 。
答案:(1)2,2,3三甲基丁烷
(2)2,2,5三甲基庚烷
(3)2,2,5三甲基3乙基己烷
(4)3,3,4三甲基己烷
13. (1)经分析知某有机化合物分子中共含有3个—CH3、2个—CH2—和1个
,则它可能的结构简式和名称分别为 __________________________ 。
(2)2,4,6三甲基5乙基辛烷分子中含有 ________ 个甲基。
(3)分子中有6个甲基,而一卤代物只有1种的烷烃的分子式是 ________ ,结构简式是 ________ 。
(4)有机化合物的结构简式可用“键线式”表示,如异丁烷CH(CH3)3的结构简式用键线式表示为。则表示的有机化合物可用系统命名法命名为
______________ 。
(2)乙基中含有1个—CH3,主链两端有2个—CH3,再加上3个—CH3支链,共有6个—CH3。
(3)可考虑由乙烷衍变,CH3CH3只有一种一卤代物,6个H原子被6个—CH3取代后,一卤代物也只有1种,即符合要求的烷烃为,其分子式为C8H18。
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