1、第三章 有机化合物,身边的有机物：,2、组成元素：C、H O N S P 卤素,仅含有碳和氢两种元素的有机物称为碳氢化合物，也称为烃,有机物中一定含有碳元素，但含有碳元素的不一定是有机物。,烃,含有碳元素的化合物为有机物( 但CO、CO2 、碳酸、碳酸盐、金属碳化物 、CN-、SCN-、等看 作无机物。),1、有机物:,概念,1. 大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。 2.绝大多数有机物受热容易分解,且易燃烧。 3.多数有机物为非电解质，不易导电。 4.多数熔沸点低。 5.有机物的反应复杂，一般比较慢，常常伴 有副反应发生。 有机物的以上性质特点与其结构密切相关。,有机物的特点：,下列物质属
2、于烃的是？,CH4 CH3Cl CH3OH,思考,第一节 最简单的有机物甲烷,甲烷是池沼底部产生的沼气和煤矿的坑道所产生的气体的主要成分。这些甲烷都是在隔绝空气的情况下，由植物残体经过微生物发酵的作用而生成的。,甲烷在自然界的存在,煤矿瓦斯爆炸,练 习,分子式:CH4,你能否写出甲烷的电子式、结构式？,疑问：甲烷分子中的原子在空间里是如何分布的呢？如何验证甲烷的空间结构？,1、甲烷的空间结构：,人们对甲烷的空间构型主要有两种假设,如何通过事实确定甲烷的结构呢,？,通过实验测定，科学家发现 CH2Cl2（ CH4中的两个H被Cl替代）的空间结构只有一种，甲烷分子的键角也只有一种，故确定甲烷是正四
3、面体结构。,2、验证方法：,3、观察与思考,CH3Cl,CH2Cl2,键角种类不同,故“键角”可以区别是平面形还是正四面体型,CH3Cl,CH2Cl2,均只有一种结构, CH3Cl无法区别是平面形还是正四面体型,若是平面形，CH2Cl2有两种结构， 若是正四面体型，CH2Cl2只有一种结构。,故，CH2Cl2的结构种类能推测甲烷是正四面体结构。,步骤4：归纳小结、确定结构,（立体）,正四面体,分子式：,空间构型：,CH4,正四面体,1、甲烷的结构,电子式,结构式,CH4,结构简式,球棍模型,比例模型,预测：结构决定性质，性质决定用途。甲烷的结构决定了怎样的性质？请结合“西气东输”的实施及生活实
4、际预测甲烷的性质。,一、甲烷的性质,1、物理性质无色、无味气体，密度比空气小（标准状况为0.717g/L）极难溶于水，易溶于有机溶剂。是天然气、沼气、坑气和石油气的主要成分。,化学性质,结论：在通常状况下，甲烷比较稳定，与KMnO4等强氧剂不反应，与强酸、强碱也不反应。,现象：,溶液颜色没有变化。,实验：,1.不与强氧化剂反应,2.甲烷的氧化反应,现象,：明亮的淡蓝色火焰，放出大量的热。,实验：,甲烷的燃烧,利用此性质，甲烷可作燃料,现象：,2.甲烷的取代反应,P61 科学探究实验,实验：,量筒内气体黄绿色消失量筒内水面上升量筒内壁出现油状液滴,结论：,光照条件下，甲烷与氯气发生了反应,反应机
5、理,取代反应,定义：有机物分子里的某些原子或原子团被 其他原子或原子团所代替的反应就叫取代反应。,取代反应是分步进行的，有几个氢就能发生几步反 应。取代反应是重要的有机反应类型。,一氯甲烷,四氯甲烷（四氯化碳） 液态,仿照甲烷生成一氯甲烷的化学方程式，尝试写出一氯甲烷 继续与氯气的进一步反应。,二氯甲烷 液态,三氯甲烷 液态,四氯甲烷 （四氯化碳） 液态,甲烷与氯气的取代反应产物中，只有一氯甲烷是气体， 其余三种是液体。,用结构简式表示：,CH4+Cl2 CH3Cl+HCl,光照,一氯甲烷 气态,二氯甲烷 液态,三氯甲烷（氯仿） 液态 溶剂,四氯甲烷 液态 溶剂 灭火剂,注意：, 条件：光照，
6、与卤素单质反应，不能与氯水、溴水、碘水反应, 1molCl2只能取代1molH。,逐步取代，不可控制，产物为混合物,取代反应：有机物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所代替的反应。,甲烷的取代反应,注意点：,取代反应与置换反应的区别,取代反应,适用于有机反应,适用于无机反应,反应物、生成物中不一定有单质,反应物、生成物中一定有单质,逐步取代 ，很多反应是可逆的,反应一般是单向进行,反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大,在水溶液中进行的置换反应遵循金属或非金属的活动顺序,置换反应,课堂总结,二、甲烷的物理性质,向下排空气法收集,排水法收集,1、无色无味的气体,2、
7、密度比空气小,3、难溶于水,四、用途,三、甲烷的化学性质,一、甲烷的结构,正四面体,1、H2 、CO 、CH4燃烧火焰呈淡蓝色，如何通过实验区别三者？,3、在光照下，将等物质的量的CH4和Cl2充分反应，得到的产物物质的量最多的是（ ）A、CH3Cl B、CH2Cl2 C、CCl4 D、HCl,D,BC,与甲烷结构相似的有机物还有很多，请你观察下列有机物的结构，试归纳出它们在结构上的特点。,学与问,乙烷,丙烷,丁烷,戊烷,己烷,庚烷,辛烷,二、烷烃,1、以上各结构中，原子间均以共价单键结合，每个碳原子的化合价都已充分利用，都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃，又叫烷烃。,要点：,2、链状,3、“
8、饱和” 碳原子间于单键形式连接,1、碳碳单键,练一练： 下列物质中属于烷烃的是 CH2CH2、CH3CH2CH2CH2CH3,结构简式：,H H H H H| | | | | HCCCCCH| | | | | HHCH H H H| H,或者：CH3CH(CH3)CH2CH2CH3,分子式：结构式：,2、有机物的表示方法,例： C6H14,结构简式,几种烷烃对应的结构简式：,CH3CH3,CH3CH2CH3,CH3CH2CH2CH3,CH3CH(CH3 )CH3,想一想,甲烷 CH4 乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3CH2CH2CH3 戊烷 CH3(CH2)3CH3
9、癸烷 CH3(CH2)8CH3 十七烷 CH3(CH2)15CH3 若把碳原子数定为n，则含有的氢原子数为多少？,饱和烷烃通式：CnH2n+2,想一想,甲烷 CH4 乙烷 CH3CH3 丙烷 CH3CH2CH3 丁烷 CH3CH2CH2CH3 戊烷 CH3(CH2)3CH3 癸烷 CH3(CH2)8CH3 十七烷 CH3(CH2)15CH3 分析上述式子，你还可以发现什么？,4、烷烃的命名,习惯命名法：课本63以烷烃分子中碳原子数命名。按分子中的碳原子数称为“某烷”，碳原子数在10以内用“天干数字”表示。“天干”：甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸。碳原子数在10以上用中文数字表示。正不带
10、支链异链一端第二个碳上有一个甲基新链一端第二个碳上有两个甲基,5、同系物,练一练： 下列物质中属于同系物的是 CH2=CHCH3、CH4、H2、CH3(CH2)5CH3,结构相似，分子组成上相差一个或若干个 -CH2- 原子团的物质互相称为同系物。 如：烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等，它们互为同系物。,简单回顾：取代反应、烷烃、烷烃的简单命名、同系物,1、取代反应：有机物分子中的某种原子（或原子团）被另一种原子（或原子团）所代替的反应。,逐步取代、与纯卤素反应、不可控制、产物为混合物,2、烷烃：烃分子中碳原子之间都以碳碳单键结合 成链状，剩余价键均与氢原子结合，使每个碳原 子的化合价都达到“饱和
11、”。,链状饱和烷烃的通式：CnH2n+2,3、烷烃的简单命名,碳原子数在十以内时，以甲、乙、丙、丁、戊、己、 庚、辛、壬、癸依次代表碳原子数，其后加“烷”字； 碳原子数在十以上，以汉字数字代表。 如：十一烷、十七烷、十五烷,4、同系物,结构相似，分子组成上相差一个或若干个 -CH2- 原子团的物质互相称为同系物。,5、同系物,练一练： 下列物质中属于同系物的是 CH2=CHCH3、CH4、H2、CH3(CH2)5CH3,结构相似，分子组成上相差一个或若干个 -CH2- 原子团的物质互相称为同系物。 如：烷烃中的甲烷、乙烷、十七烷等，它们互为同系物。,同系物的特点： 结构相似、组成:,相差一个或
12、若干个CH2原子团,6、同系物的判断方法,判类别，用通式判断；,同系物化学式不同：同系物分子间相差一个或若干个CH2原子团，分子式不可能相同；,同系物分子质量相差14n(n为两种分子的碳原子数之差）,同系物组成元素相同：CH3CH2Cl与CH3CH2CH2Cl,下列哪组是同系物？（ ） A、CH3CH2CH2CH3 CH3CH(CH3)CH3 B、CH3CH3 CH3CH(CH3)CH3CH2C、CH3CHCH3 CH2 CH2,练习：,B,6、烃基,烃分子失去1个或几个氢原子后所剩余的部分叫做烃基。 烷烃失去1个或几个氢原子后所剩余的原子团叫做烷基。,例：甲基（CH3）、乙基（CH2CH3）
13、,讨论：烃基是否带电？,结论：烃基与无机物的原子团不同，烃基是不带电的。,练习：请写出甲基的电子式，乙基的结构简式和电子式。,甲烷 甲基 亚甲基,乙烷 乙基,烃基的特点： 呈电中性的原子团，含有未成键的单电子。,丙烷 正丙基 异丙基,CH2 ,CH3 ,CH3CH3,CH3CH2CH2,请你分析课本P63表3-1 几种烷烃的物理性质归纳烷烃物理性质的变化规律。,7、烷烃同系物的物性递变,逐 渐 升 高,气 液 固,逐 渐 增 大,什么原因？,结构相似的分子随相对分子质量的逐渐增大范德华力逐渐增大。,P63,注意： n4时，均为气态； 5n16，均为液态； n17时，均为固态,8. 烷烃的化学性
14、质与甲烷相似：通常状况下很稳定， 跟_等不发生反应，能发生: _， _， _。,强酸、强碱、酸性KMO4、溴水,在空气中能点燃；,较高温度下能分解,光照下能与Cl2、Br2蒸气等反应,CnH2n+2+ O2 nCO2+(n+1)H2O,均不能使酸性KMnO4溶液褪色，不和强酸强碱反应。,取代反应：需光照，需纯卤素，产物更复杂。,氧化反应：,还记得吗？,同系物及其判断、烃基、烷基、 烷烃同系物的物理、化学性质,练习：请写出下列物质的分子式。 （小球代表H，大球代表C）,分子式：C4H10,正丁烷,异丁烷,思考：二者是否互为同系物？,问题：,3、如何理解同分异构体？,1、什么是同分异构体现象？,2
15、、什么是同分异构体？,三、同分异构现象与同分异构体,1、同分异构现象,化合物具有相同的分子式，但具有不同的结构现象，叫做同分异构现象。,2、同分异构体： 具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。,3、理解,三个相同：,分子组成相同、分子量相同、分子式相同,二个不同：,结构不同、性质不同,物理性质不同，化学性质不一定相似。,试试看：,1、用一个丙基、一个乙基组成一种结构； 2、用一个异丙基、一个乙基组成一种结构； 3、用四个甲基、一个“C”组成一种结构； 4、分别写出它们的分子式。,CH3CH2CH2CH2CH3,分子式：C5H12,练习 1、下列哪些物质是属于同一物质？,(A),(D),(
16、H),(G),(F),(E),(C),(B),练习 1、下列哪些物质是属于同一物质？,(A),(D),(H),(G),(F),(E),(C),(B),4、同分异构体的书写口诀：,主链由长到短;,支链由整到散；,位置由心到边；,排布由对到邻再到间。,一边走，不到端，支链碳数小于挂靠碳离端点位数。,例：C7H16 的同分异构体是：,1、一直链,2、主链少一个碳,3、主链少二个碳,（1）支链为乙基,（2）支链为两个甲基,A、两甲基在同一个碳原子上,A、两甲基在同一个碳原子上,B、两甲基在不同一个碳原子上,支链邻位,支链间位,4、主链少三个碳原子,提问：主链的碳原子可以是三个吗？,四、思考与交流：参考
17、图3-6，分析、归纳以碳为骨架的有机物种类 繁多的原因。,有机物种类繁多，其主要原因是：,1、碳原子含有4个价电子，可以跟其它原子形成4个共价键； 2、碳原子与碳原子之间可以形成单键、双键、叁键 3、碳原子相互之间可以形成碳链，也可以形成碳环 4、含有相同原子种类和数目的分子可能具有不同结构（同分异构体）,3、同分异构体的特点：, 、同分异构体的分子式相同，相对分子质量相同，通式相同。,但相对分子质量相同的化合物不一定是同分异构体。相对分子质量相同时分子式不一定相同。同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，最简式相同时分子式不一定相同。,.同分异构体的结构不同，即分子中
18、原子的连接 方式不同。同分异构体可以是同一类物质， 也可以是不同类物质。,同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。 当为同一类物质时，化学性质相似，而物理性质不同； 当为不同类物质时，化学性质不同，物理性质不同。,.同分异构体的物理不同、化学性质不一定相似,质子数相等，中子 数不等，原子之间,原子,氕、氘、氚,同一元素 形成的不 同单质,单质,O2、O3,结构相似，组成 上差一个或n个CH2,化合物,C2H6、C4H10,相同分子式，不 同结构的化合物,化合物,CH3(CH2)3CH3、 C(CH3)4,4、四同比较：,练习1 、下列物质属于同位素的是： 属于同素异形体的是： 属于同系
19、物的是： 属于同分异构体的是： O2和O3 CH3CH3和CH3CH2CH2CH3 和 金刚石和石墨 氕、氘和氚 CH3CH2C(CH3)2CH2CH3和CH3CH2CH(CH3)CH(CH3)CH3, , ,练习2：,1mol乙烷在光照条件下，最多可以与多少摩尔 Cl2发生取代？（ ） A、4mol B、8mol C、2mol D、6mol,D,思考题：,C5H12，C6H14的同分异构体各几种？,扩充知识：,1、同系物熔沸点比较：所含碳原子数越多，熔沸点越高； 所含碳原子相同时，支链越多熔沸点越低。,2、烷烃中的碳原子成链状，但碳原子不在一条直线上，成锯齿状。碳碳单键可以旋转。,3、等质量
20、的烃完全燃烧，“H”的质量分数越大，耗氧量就越多。 故等质量烃，甲烷的耗氧量最大。,3、等效氢判断其取代产物种类 定义：有机物分子中位置等同的氢叫等效氢。,有机物分子里的等效氢有几种，其一元取代物就有几种。,等效氢判断方法： （1）同一个碳原子上的氢原子是等效的； （2）同一个碳原子上所连的甲基是等效的，其氢原子也是等效的； （3）处于对称位置上的氢原子是等效的；,大练兵1：分子式为C4H9Cl的同分异构体有 （ ）,A. 一种 B. 2种 C.3种 D. 4种,D,大练兵2：1 mol某烃在氧气中充分燃烧，需要消耗氧气179.2L （标准状况下）。它在光照的条件下与氯气反应能生成3 种沸点不同的物质。该烃的结构简式是 （ ）,B. CH3CH2CH2CH2CH3,D. CH3CH2CH2CH2CH2CH3,B,环烷烃,1、结构特点,单键、环状、饱和,3、性质,与烷烃相似,2、通式,CnH2n （n3）,复习提问:,3、什么是同系物？烷烃同系物性质的变化。,4、什么是烃基？,5、分别写出甲基、亚甲基、次甲基、乙基、丙基、异丙基。,1、什么是取代反应？取代反应特点,6、同分异构现象及同分异构体，书写口诀。,2、什么是烷烃？烷烃的简单命名方法。,
