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甲烷及烷烃的结构讲解


原子核结构不同 电子层结构相同
不同 化合物
原子(核素) 原子(核素)
1 1H
例子 CH 和 CH CH 4 3 3
正丁烷和 O 2和 O 3 异丁烷
和2 Biblioteka H课后练习第4题二.等效氢原子的判断 等效氢原子的判断
1.同一碳原子所连的氢原子是等效的; 同一碳原子所连的氢原子是等效的; 同一碳原子所连的氢原子是等效的 2.同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的 同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的; 同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的 3.处于镜面对称位置上的氢原子是等效的 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的. 处于镜面对称位置上的氢原子是等效的
复习提问: 复习提问:
请写出甲烷的电子式、结构式、 ⑴请写出甲烷的电子式、结构式、结构简式 ⑵回答甲烷的空间构型以及键的夹角
CH4
电子式 结构式 结构简式 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构,碳 经过科学实验证明甲烷分子的结构是正四面体结构, 正四面体结构 原子位于正四面体的中心, 个氢原子分别位于正四面体的4 原子位于正四面体的中心,4个氢原子分别位于正四面体的4 109° 个顶点上(键角是109 28′ 个顶点上(键角是109°28′)。
碳原子数目越多, 3. 碳原子数目越多,同分异构体越多
碳原 子数 烷烃) (烷烃)
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10
同分 异体 数
无 无 无 2
3
5
9 18 35 75
碳原 子数 11 烷烃) (烷烃)
12
…. .
15
20
40
同分 异体 159 数
355
…. .
4347
366319
62491178805931
甲烷分子的表示方法
球棍模型
比例模型
空间构型
实验数据: 实验数据:
甲烷分子中有四个C-H键,且键长 093× 键能(413. KJ/mol)、 (1.093×10-10m)、键能(413.4KJ/mol)、 键角( 都相等。 键角(109028′)都相等。 共价键参数 键长:键长越短, 键长:键长越短,化学键越稳定 键角: 键角: 决定分子的空间结构 键能:键能越大, 键能:键能越大,化学键越稳定
C COOH
㈢ 官能团异构
写出化学式C 例:写出化学式C4H8O2的所有可能物质的结 构简式
羧酸
C C C COOH C C C COOH
甲酸丙酯 COO C C C C C COO 乙酸乙酯 C COO C C C

丙酸甲酯 C C COO C
丁酸甲酯? 丁酸甲酯?
练习5 写出分子式为C 练习5、写出分子式为C4H8的所有烃的同分 异构体 烯烃 C C
第三课时
同系物 等效氢原子
一.同系物 同系物
官能团种类、 官能团种类、数目相同
1、概念: 结构相似,在分子组 概念: 结构相似, 成上相差一个或若干个CH 成上相差一个或若干个CH2原子团的 物质互称为同系物。 物质互称为同系物。
烃基的种类和形状相同 即:通式相同
练习: 练习:下列物质是否为同系物
CH3
键线式
COOH
结构简式: 结构简式: CH3-CH-CHCH2CH2CH-COOH - - CH3 CH3 CH3
练习:
O O O
分子式? 分子式?
C14H20O3
练习:
深海鱼油的结构可表示为: 深海鱼油的结构可表示为:
22 深海鱼油分子中有______ ______个碳原子 则:深海鱼油分子中有______个碳原子 2 ______个氢原子______个氧原子 ______个氢原子______个氧原子,分子式 32 个氢原子______个氧原子, C22H32O2 为________
4
CH---CH CH3— CH--CH3和CH3CH2CH2CH3 碳链异构 CH3
第二课时
同分异构体的书写
同分异构体的书写 ㈠ 碳链异构 一般采用“减链法”) (一般采用“减链法”
例:写出C7H16的各种同分异构体 写出
练习1:写出C6H14的同分异构体 练习1 写出C
CH3CH2CH2CH2CH2CH3 CH3CH2CHCH2CH3 CH3 CH3 CH3CH3CCH3 CH3 CH3CH2CH2CHCH3 CH3 CH3 CH3CHCHCH3 CH3
① CH3CHO 和 CH3COOH CH2 否 ② CH2=CH2 和 H 2C ③ CH4 和 CH3CH3 是 CH- CH3-CH2-CH-CH3 ④ CH3CH2CH3 ⑤ CH3
CH2

CH2



CH3
CH2 CH3 CH3 CH CH3 CH3 否
⑥ CH2=CH2 和 CH
C
CH3
分子式为C 练习 2、分子式为C6H14的烷烃在结构式中含有 个甲基的同分异构体有( 2个甲基的同分异构体有( )个 ( A ) 2个 ( B ) 3 个 ( C ) 4 个 ( D ) 5个 √
㈡ 位置异构
例:写出分子式为C4H8的烯烃的同分异构体 写出分子式为C 碳链异构(碳骨架) ⒈碳链异构(碳骨架) C C C C ⒉位置异构 C C C C C C C C
H C H

H O
H
C H OH
C N
H
C H
OH


氨基酸
3、碳原子相互之间能以共价键结合形成 碳链或碳环。 碳链或碳环。
长链: 长链: CH3(CH2)16COOH 脂环: 脂环: 芳环: 芳环:
CH3
OH
回忆: 回忆: C5H12的三种同分异构体的结构简式 结构特点
球棍模型
沸点

CH3CH2CH2CH2CH3 链状、 链状、无支链 CH3CH2CHCH3 CH3 链状、 链状、有支链 CH3 CH3CHCH3 CH3 链状、 链状、多支链
CH3
CH3 – C – CH2- CH3

CH3
练习:请写出常见一元取代物只有一种 的10个碳原子以内的烷烃的结构简式 CH4
CH3
CH3CH3
CH3 C
CH3
CH3
练习、进行一氯取代后,只能生成3种沸点不同的 练习、进行一氯取代后,只能生成 种沸点不同的
产物的烷烃是---------------------------------( ( 产物的烷烃是 D A、( 3)2CHCH2CH2CH3 、(CH 、( B、(CH3CH2)2CHCH3 、 C、( 3)2CHCH(CH3)2 、(CH 、( ( D、( 3)3CCH2CH3 、(CH 、( A、 C 、 ③ ④ ⑤ D、 、 C )
36. 36.07℃
链 越 多
27.9℃ 27.
沸 点
9.5℃
越 低
结论 物质的分子式相同, 物质的分子式相同,形成的分子的结构可能不同
二、有机化合物的同分异构现象
1. 同分异构现象 化合物具有相同的分子式, 化合物具有相同的分子式,但具有 不同的结构的现象,叫做同分异构现象。 不同的结构的现象,叫做同分异构现象。 2.同分异构体 2.同分异构体 具有同分异构现象的化合物互称 同分异构体。 为同分异构体。
C C
C C C C C
C C
C
C
C
添H!
C C C C
环烷烃 C C
序号 1
类别 烯烃 环烷烃
通式

CnH2n CnH2n2
见 的 类 别 异 构 现 象
炔烃 2 二烯烃 饱和一元链状醇 3 饱和醚 饱和一元链状醛 4 酮 饱和羧酸 5 酯
CnH2n+2 O CnH2nO CnH2nO2
氨基酸、 6 氨基酸、硝基化合物 CnH2n+1NO2
② C-C-C-C - - - C①
C-C-C-C - - - ① C ② ③
四.常用化学用语
结构式
H H C H H C C H H
结构简式
CH3 CH = CH2 CH3 CH = CH2
CH3 C(CH3)2CH2C(C2H5)3
CH3 C 2H 5
CH3
C
CH3
CH2
C
CH2 CH3
CH2
位置 异构
丙醇, C3H8O 1-丙醇,2-丙醇
官能团 C H O 2 6 异构
乙醇, 乙醇,二甲醚
判断】下列异构属于何种异构? 【判断】下列异构属于何种异构? 丁烯和2 1 1-丁烯和2-丁烯 COOH和 2 CH3COOH和HCOOCH3 3 CH3CH2CHO和CH3COCH3 CHO和 位置异构 官能团异构 官能团异构
三.一元取代物同分异构体的确定 一元取代物同分异构体的确定
找对称轴、 找对称轴 等效氢法 ——找对称轴、点、面
对称轴 对称点 ③ ② ① ② ③ CH3-CH2-CH-CH2-CH3
② CH2 ③ CH
3
CH3CH2CH2CH2CH
③ ② ① 3 ② ③
对称面 对称点
① ① ② ③
a b b a
a b b a

⑦ CH3OH和 CH OHCH OH 否 OH和 2 2 否 ⑧ CH3COOH和CH2=CHCOOH COOH和
性质: 2、性质:
物理性质递变( 物理性质递变(随n) 化学性质相似
试比较同系物、同分异构体、 试比较同系物、同分异构体、同素异 形体、 形体、同位素四个名词的含义
同系物 分子组成相差 组成 一个或几个 CH2原子团 结构 对象 相似 化合物 同分异构体 分子式 相同 同素异 形体 同种 元素 不同 单质 同位素 质子数相 同,中子 数不同
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