有机化合物的结构特点
5、有机化合物结构的多样性
有机化合物的数目极为庞大,迄今已知道的 有1000万种,而无机物的总数不及有机物的 十分之一。有机化合物之所以数目众多,主 要有以下原因:
(1)碳原子最外层有4个电子,可与其他原子 形成4个共价键,而且碳碳间也能相互形成共价 键,不仅可以形成单键,还可以形成双键或三 键,再与其他原子结合形成分子。 (2)多个碳原子可以相互结合形成长的碳链, 也可以形成碳环,再结合其他原子形成分子。
2、烃 问题: 有机化合物中,什么叫烃?
概念:仅由C和H两种元素组成的有机化合物 总称为烃,烃也叫做碳氢化合物。
烃的组成可用CxHy表示。
最简单的烃:CH4
3、烷烃
问题:有机化合物中,什么叫烷烃?烷烃的 结构有什么特点?
(1)烷烃的概念
碳碳原子之间都以碳碳单键结合成链状, 碳剩余的价键全部跟氢原子相结合的烃称 为烷烃,也叫做饱和链烃。
②结构不同 结构不同是由分子里原子或原子团的排列排 列方式不同而引起的
注意:
a、化合物分子构成越复杂,同分异构体越多
b、同分异构体主要存在于有机物中,但无机 物也存在。如氰酸(H-O-C≡N)与异氰酸 (H-N=C=O) 有机物和无机物之间也存在同分异构体, 如氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2]
有机化合物的结构特点
1、甲烷组成和结构
问题: 甲烷可以发生取代反应,这与甲烷的结构有 关。那么甲烷的结构如何,甲烷分子中碳原 子和氢原子是如何连接的?
-4 +1
1.分子式: 4 CH H
电子式: H C H
H
H C H H
H
结构式:
正四面体结构示意图
五个原子不在同一平面,而是构成一个正四面体。 碳原子位于正四面体的中心,而四个氢原子分别位 于正四面体的四个顶点上。碳原子被氢饱和,不能 结合其它原子和原子团,只能发生取代反应。
密度:密度随碳原子数的增多而逐渐增大,但 都小于水的密度 水溶性:难溶于水,易溶于有机溶剂
(6)烷烃的化学性质
与甲烷相似,通常情况下化学性质很稳定,跟 酸、碱及氧化剂都不发生反应,难与其他物质 化合,但在特定的条件下,烷烃能发生下列反 应。
①在空气或O2中点燃,发生氧化反应,完全 燃烧时发生CO2和H2O
③对于碳原子相同而结构不同的烷烃,一般在 烷烃名称之前再加“正”“异”“新”等加以 区别,如正丁烷、异丁烷、新丁烷。
(5)烷烃的物理性质
状态:常温下,碳原子为1-4的烷烃为气态, 碳原子数为5-10的烷烃为液态,碳原子数大 于11的烷烃为固态。
新戊烷较特殊,在常温常压下为气态。
熔沸点:有机物分子中碳原子数越多,熔沸点 越高。碳原子数相同时,支Fra bibliotek越多,熔沸点越 低
②在光照条件下,可与卤素单质发生取代反应
4、同分异构现象
(1)同分异构现象:化合物具有相同的分子式, 但具有不同结构的现象。
(2)同分异构体:具有相同分子式而结构不同 的化合物。
(3)同分异构体的判断依据(两个条件,缺一 不可)
①分子式相同
分子式相同必然相对分子质量相同。但相对 分子质量相同,分子式不一定相同。如H3PO4 和H2SO4,C2H6和NO
“单”“链”“饱” (2)烷烃的结构特点:
(3)烷烃的通式: CnH2n+2
常见烷烃的球棍模型:
乙 烷 C 2H 6 丙 烷 C 3H 8
丁 烷
结构式、 结构简式
C4H10
(4)烷烃的命名 有机化合物通常按分子中的碳原子数命名
①分子内碳原子数在10个以内的烷烃,随着碳 原子数的增加,依次用“甲、乙、丙、丁、戊、 己、庚、辛、壬、癸”表示,称“某烷” ②碳原子数在10以上时,直接用汉字数字(大 写)来表示,如十一烷(C11H24)、十二烷 (C12H26)
(3)有机化合物中可以含有一个碳原子,也 可以含有成千上万个碳原子。
(4)即使分子式相同的化合物也会因同分异 构现象而导致种类不同,有机物结构的多样性 是导致有机物种类繁多、数量巨大的主要原因。