有机物的性质和结构.ppt
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1、有机物的性质和结构有机物的性质和结构一、有机化学基本概念一、有机化学基本概念1、有机物含义:、有机物含义:含碳的化合物含碳的化合物(一一)有机物与有机化学有机物与有机化学注意注意CO、CO2、碳酸、碳酸盐、金属碳化物(如、碳酸、碳酸盐、金属碳化物(如CaC2)、氰化物(如、氰化物(如KCN)、硫氰化物(如)、硫氰化物(如KSCN)、氰酸()、氰酸(HCNO)、氰酸盐(如)、氰酸盐(如NH4CNO)无机物无机物有机物一定含有碳元素,但含有碳元素的化合物不一定是有机物有机物一定含有碳元素,但含有碳元素的化合物不一定是有机物有机物除了含有机物除了含C C以外,通常还有以外,通常还有H H、O O、S
2、 S、P P、卤素、卤素等元素等元素2、有机化学、有机化学研究有机物的化学研究有机物的化学3、有机物与无机物的比较、有机物与无机物的比较(二)有机物的分类(二)有机物的分类 n有机物的种类繁多,命名时总体可分为不含官能团有机物的种类繁多,命名时总体可分为不含官能团和含有官能团的两大类和含有官能团的两大类原则原则是是“一长、二多、三近、一长、二多、三近、四小四小”关键关键是掌握是掌握确定主链和编号确定主链和编号的原则的原则(三)有机物的命名(三)有机物的命名1.比较:用系统命名法命名两类有机物比较:用系统命名法命名两类有机物2.常见有机物的母体和取代基常见有机物的母体和取代基(1)处理该类问题的
3、一般方法是处理该类问题的一般方法是先先按照所给名称写出对应按照所给名称写出对应结构简式或碳架,结构简式或碳架,然后然后根据系统命名法的原则加以判别根据系统命名法的原则加以判别(2)常见的错误有:常见的错误有:主链选择不当主链选择不当主链选择不当主链选择不当编号顺序不对编号顺序不对编号顺序不对编号顺序不对C C价键数不符价键数不符价键数不符价键数不符名称书写有误名称书写有误名称书写有误名称书写有误3.有机物命名的注意事项有机物命名的注意事项【例题】【例题】下列有机物实际存在且命名正确的是下列有机物实际存在且命名正确的是()A.2,2-A.2,2-二甲基丁烷二甲基丁烷 B.2-B.2-甲基甲基-5
4、-5-乙基乙基-1-1-己烷己烷 C.3-C.3-甲基甲基-2-2-丁烯丁烯 D.3 D.3,3-3-二甲基二甲基-2-2-戊烯戊烯 E.1-E.1-甲基甲基-2-2-乙醇乙醇A练习有机物练习有机物 的正确命名为的正确命名为 A2-乙基乙基-3,3-二甲基二甲基 4-乙基戊烷乙基戊烷 B3,3-二甲基二甲基 4-乙基戊烷乙基戊烷C3,3,4-三甲基已烷三甲基已烷 D2,3,3-三甲基已烷三甲基已烷【思考思考1】分子中含有甲基作支链的最小烷烃是分子中含有甲基作支链的最小烷烃是 ;【思考思考2】分子中含有乙基作支链的最小烷烃是分子中含有乙基作支链的最小烷烃是 ;【思考思考3】烯烃烯烃分子中的分子中
5、的2 2号号C C上能否连乙基作支链?若能,则上能否连乙基作支链?若能,则2 2号号 C C上连乙基作支链最小烯烃是上连乙基作支链最小烯烃是 ;(四四)基和官能团基和官能团1.基基有机物分子里含有的原子团。有机物分子里含有的原子团。-COOH-NH2-SO3H-NO2符号符号羧基羧基氨基氨基磺酸基磺酸基硝基硝基名称名称-CHO-OHCH3CH2-符号符号醛基醛基羟基羟基苯基苯基乙基乙基名称名称试写出试写出-CH-CH3 3、CH CH3 3+、-OH-OH、OHOH-的电子式。的电子式。2.官能团官能团能决定有机物能决定有机物化学特性化学特性的原子或原子团。的原子或原子团。-COOH-NH2-
6、SO3H-NO2符号符号羧基羧基氨基氨基磺酸基磺酸基硝基硝基名称名称-CHO-OHX-C C-C C-符号符号醛基醛基羟基羟基卤素原子卤素原子双、叁键双、叁键名称名称(五)同系物(五)同系物 1、概念:、概念:结构相似,结构相似,在分子组成上相差在分子组成上相差1 1个或若个或若干个干个“CH“CH2 2”的有机物的有机物 结构相似结构相似-所含官能团的种类和个数相同,且符合同一通式所含官能团的种类和个数相同,且符合同一通式如以下各组均不为同系物如以下各组均不为同系物2 2、同系物的性质:、同系物的性质:物理性质上存在递变性:物理性质上存在递变性:a、随碳原子数增加,状态由气、随碳原子数增加,
7、状态由气 液液 固固b、随碳原子数增加,熔、沸点逐渐升高、随碳原子数增加,熔、沸点逐渐升高 C、随碳原子数增加,密度逐渐增加、随碳原子数增加,密度逐渐增加 化学性质以相似为主,也存在差异性化学性质以相似为主,也存在差异性(3)注意:注意:1.具有同一通式的物质不一定是同系物。具有同一通式的物质不一定是同系物。如如CnH2n2.分子组成相差一个分子组成相差一个CH2原子团,不一定是同系物。原子团,不一定是同系物。3.同系物不一定具有相同的最简式(也可能相同),同系物不一定具有相同的最简式(也可能相同),所以最简式相同的物质不一定是同系物所以最简式相同的物质不一定是同系物 4.同系物组成元素相同,
8、但分子式不同。同系物组成元素相同,但分子式不同。C C例题:如果定义有机物的同系列是一系列结构式符合例题:如果定义有机物的同系列是一系列结构式符合AWnB(其中其中 n=1,2,3)的化合物,式中的化合物,式中A,B是任一种基团(或是任一种基团(或H原子原子),),W为为2价的有机基团,又称为该同系列的系差。同系列的化价的有机基团,又称为该同系列的系差。同系列的化 合物往往呈规律性变化,不可称为同系列的是合物往往呈规律性变化,不可称为同系列的是 ()(A)CH3-(CH2)2-CH3、CH3-(CH2)3-CH3、CH3-(CH2)4-CH3 (B)CH3-CH=CH-CHO CH3-CH=C
9、H-CH=CH-CHO CH3-(CH=CH)3-CHO (C)CH3-CH2-CH3 CH3-CHCl-CH2-CH3 CH3-CHCl-CH2-CHCl-CH3 (D)Cl-CH2-CHCl-CCl3 Cl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CCl3 Cl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CH2-CHCl-CCl3例:下列物质中,一定是同系物的是(例:下列物质中,一定是同系物的是().C2H4和和C4H8.CH3Cl和和CH2Cl2.C4H10和和C7H16.硬脂酸和油酸硬脂酸和油酸例:下列物质中,一定是同系物的是(例:下列物质中,一定是同系物的是().C2H4和和C4H8.CH3C
10、l和和CH2Cl2.C4H10和和C7H16.硬脂酸和油酸硬脂酸和油酸C二、常见有机物的组成和结构二、常见有机物的组成和结构(一)烃的分类(一)烃的分类链链烃烃环环烃烃烷烃烷烃烯烃烯烃饱和链烃饱和链烃不饱和链烃不饱和链烃环烷烃环烷烃芳香烃芳香烃苯及其同系物苯及其同系物炔烃炔烃其其他他烃烃(二)烃的分子式通式(二)烃的分子式通式烷烃烷烃环烷烃环烷烃烯烃烯烃通式通式 二烯烃二烯烃炔烃炔烃苯及同系物苯及同系物通式通式C Cn nH H2n2n(n2n2)C Cn nH H2n+22n+2(n1n1)C Cn nH H2n2n(n3n3)C Cn nH H2n2n2 2(n3n3)C Cn nH H2
11、n2n2 2(n2n2)C Cn nH H2n2n6 6(n6n6)具有相同通式的异类有机物总结具有相同通式的异类有机物总结4能力提高训练能力提高训练1.1.碳原子数相同的下列各类烃中碳的质量分数由高到碳原子数相同的下列各类烃中碳的质量分数由高到低的顺序是:低的顺序是:烷烃烷烃烯烃烯烃炔烃:炔烃:。2.2.随着碳原子数的增多,各类烃中碳的质量分数的变随着碳原子数的增多,各类烃中碳的质量分数的变化趋势是:烷烃化趋势是:烷烃 ;烯烃(或环烷烃);烯烃(或环烷烃);炔烃(或二烯烃);炔烃(或二烯烃);苯及其同系物;苯及其同系物 。(填。(填“增大增大”、“不变不变”或或“减小减小”)3.3.碳的质量
12、分数越高,等质量的烃完全燃烧时耗氧量碳的质量分数越高,等质量的烃完全燃烧时耗氧量越越 ,(填,(填“高高”或或“低低”),所生成的),所生成的COCO2 2的量的量越越 ;氢的质量分数越高,等质量的烃完全燃烧;氢的质量分数越高,等质量的烃完全燃烧时耗氧量越时耗氧量越 ,(填,(填“高高”或或“低低”)所生成的)所生成的H H2 2O O的量的量 。增大增大不变不变减小减小减小减小低低高高高高高高专题:有机物中专题:有机物中C%、H%的分析的分析在各类烃中在各类烃中H%最高的是最高的是CH4,其次为,其次为C2H6.在上述各类烃中在上述各类烃中C%最高的是最高的是C2H2、C6H6,除此外还有,
13、除此外还有C8H8若有机物的最简式相等,若有机物的最简式相等,C%C%、H%H%相等。相等。练习练习 燃烧下列混合气体,所产生的二氧化碳的燃烧下列混合气体,所产生的二氧化碳的量一定小于燃烧相同质量丙烯所产生的二氧化碳量一定小于燃烧相同质量丙烯所产生的二氧化碳的是的是 A A、丁烯、丙烷丁烯、丙烷 B B、乙炔、乙烯乙炔、乙烯 C C、乙炔、丙烷乙炔、丙烷 D D、乙烯、丙烯乙烯、丙烯 E E、乙烷、环丙烷乙烷、环丙烷AE练习练习 等质量的下列混合气体,完全燃烧时耗氧等质量的下列混合气体,完全燃烧时耗氧气最多的是气最多的是 A A、乙烷、丙烯乙烷、丙烯 B B、乙烯、丙炔乙烯、丙炔 C C、环丙
14、烷、乙烯环丙烷、乙烯 D D、甲烷、乙烯甲烷、乙烯D(三)空间构型(三)空间构型 2.2.烯烯 3.醛、酮、羧酸醛、酮、羧酸4.苯、苯的同系物苯、苯的同系物,稠环芳烃稠环芳烃苯是一种平面型分子苯是一种平面型分子,当苯环上的当苯环上的H被其它某个原子取代后仍被其它某个原子取代后仍为平面型为平面型;当取代基为非平面型当取代基为非平面型,整个分子也就变为非平面型整个分子也就变为非平面型.5.5.炔炔 因为因为C C2 2H H2 2为一种直线型分子为一种直线型分子:H:HC CC CH.H.所以它的所以它的卤代物卤代物C C2 2HXHX、C C2 2X X2 2均为直线型分子均为直线型分子:H:H
15、C CC CX X、X XC C C CX.X.丙炔丙炔CHCH3 3C CC CH H分子中分子中3 3个个C C和乙炔基中和乙炔基中H H共直线共直线整个分子非直线也非平面型整个分子非直线也非平面型(含含CHCH3 3)例例1 1:CH CH3 3CHCHCHCHC CC CCFCF3 3分子中分子中,位于同一条直线上位于同一条直线上最多碳数有最多碳数有_个个,位于同一平面上的原子数最多可能是位于同一平面上的原子数最多可能是_个个.分析分析 由于书写的方便和习惯由于书写的方便和习惯,结构简式写成直链型结构简式写成直链型.但并不但并不反映原子的空间位置反映原子的空间位置,故不能草率地根据书写
16、的方式来判所有故不能草率地根据书写的方式来判所有C C共直线共直线.在上述分子内在上述分子内,有单键、双键和叁键有单键、双键和叁键.要联想甲烷分子的要联想甲烷分子的四面体结构、乙烯分子的平面结构、乙炔分子的直线结构、四面体结构、乙烯分子的平面结构、乙炔分子的直线结构、类此联想类此联想.可画出该分子的构型可画出该分子的构型.A.A.所有所有C C原子可能共平面原子可能共平面 B.B.除苯环外的除苯环外的C C原子共直线原子共直线 C.C.最多只有最多只有4 4个个C C共平面共平面 D.D.最多只有最多只有3 3个个C C共直线共直线 解析解析为方便说明为方便说明,对分子中大部分对分子中大部分C
17、编号编号联想乙炔和苯的结构联想乙炔和苯的结构,1C、2C、3C、4C、5C共直线共直线,而而5C与与其它其它4个原子成键个原子成键,具有四面体构型具有四面体构型,故故4C、5C、6C不共直线不共直线.6C、7C、8C也不共直线也不共直线.故最多应有故最多应有5个个C原子共直线原子共直线.B、D错误错误.4C4C、5C5C、6C6C共平面共平面,故平面故平面、又可能共面又可能共面,所有所有C C可共面可共面.A A正确正确,C,C错误错误.本题正确答案本题正确答案:A:A 例例3化合物化合物(四)烃的特点及性质(四)烃的特点及性质碳、氢碳、氢偶偶难难易易x+y/4x+y/4大大1414增大增大小
18、于小于1、只含有、只含有 两种元素,分子组成上两种元素,分子组成上满足满足CxHyCxHy,y y必须是必须是 数。数。2 2、溶于水,溶于水,溶于有机溶剂。溶于有机溶剂。3 3、易燃烧,完全燃烧时耗氧量为、易燃烧,完全燃烧时耗氧量为 。4 4、分子量越、分子量越 ,熔沸点越高,碳原子数,熔沸点越高,碳原子数 在在 之间时常温下为气态;密度随式量之间时常温下为气态;密度随式量的增大而的增大而 ,但都,但都 1 1烷烃的化学性质烷烃的化学性质1.1.碳碳单键键能较大,碳碳单键键能较大,通常状况下性质稳定通常状况下性质稳定,不和,不和强酸、强强酸、强 碱、强氧化剂反应,碱、强氧化剂反应,不能和溴水
19、、酸不能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应性高锰酸钾溶液反应。2.2.在一定条件下也可发生化学反应:在一定条件下也可发生化学反应:3.3.以甲烷为例:以甲烷为例:卤代、燃烧、分解卤代、燃烧、分解等。等。烯烃的化学性质烯烃的化学性质碳碳双键由一个单键和一个键能小于单键的弱键组成,碳碳双键由一个单键和一个键能小于单键的弱键组成,反应时弱键易断裂。易发生反应时弱键易断裂。易发生加成、氧化(燃烧)、加加成、氧化(燃烧)、加聚聚等反应,等反应,能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。碳碳三键由一个单键和两个键能小于单键的弱键组碳碳三键由一个单键和两个键能小于单键的弱键组成。反应时弱键容易
20、断裂。易发生成。反应时弱键容易断裂。易发生加成、氧化、加加成、氧化、加聚聚等反应,等反应,能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。炔烃的化学性质炔烃的化学性质苯中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间,其苯中的碳碳键介于碳碳单键和碳碳双键之间,其化学性质既具有双键的性质,又具有单键的性质。化学性质既具有双键的性质,又具有单键的性质。可以发生可以发生取代反应取代反应,在特定条件下可以发生,在特定条件下可以发生加成加成反应反应。不能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。不能和溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。苯的化学性质苯的化学性质苯同系物的化学性质苯同系物的化学性质由于烃基和苯环的相互影响,
21、苯的同系物的性质由于烃基和苯环的相互影响,苯的同系物的性质和苯及烷烃相比都有了不同。和苯及烷烃相比都有了不同。易发生氧化反应、易发生氧化反应、烃基的邻对位易发生取代反应。烃基的邻对位易发生取代反应。不能与溴水反应、不能与溴水反应、但可与酸性高锰酸钾溶液反应。但可与酸性高锰酸钾溶液反应。苯及甲苯都为无色有气味的液体,不溶于水,有毒苯及甲苯都为无色有气味的液体,不溶于水,有毒 苯的同系物苯的同系物不能使溴水褪色,但能被不能使溴水褪色,但能被KMnOKMnO4 4 氧化成芳香酸氧化成芳香酸,不论侧链长、短,产物都是苯,不论侧链长、短,产物都是苯甲酸,有几个侧链就有几个羧酸基甲酸,有几个侧链就有几个羧
22、酸基与苯环相连的碳原子上与苯环相连的碳原子上无氢不能氧化无氢不能氧化(五)烃的衍生物的结构及通式(五)烃的衍生物的结构及通式类别类别卤代烃卤代烃醇醇醚醚酚酚结构通式结构通式官能团官能团组成通式组成通式类别类别醛醛酮酮羧酸羧酸酯酯结构通式结构通式官能团官能团组成通式组成通式RXXCnH2n+1XROHOHCnH2n+2OR-O-R-O-CnH2n+2OOHOHCnH2n+6OR-CH-CHO-CH-CHOCnH2nOR-C-RO -C-OCnH2nOR-COOH-COOH-COOH-COOHCnH2nO2R-COOR-COOR -C-O-O-OCnH2nO2官能团性质:官能团性质:-X-X的性质
23、(卤代烃)的性质(卤代烃)C2H5-Br+H-OH C2H5OH+HBrNaOHNaOHC2H5-Br+NaOH C2H5OH+NaBr(1)卤代烃的水解反应)卤代烃的水解反应(2)卤代烃的消去反应)卤代烃的消去反应+NaBr +H2OCH2CH2HBr+NaOH醇醇CH2CH2考虑:根据卤代烃水解的本质,写出下列反应的方程式:考虑:根据卤代烃水解的本质,写出下列反应的方程式:2.1,2-二溴乙烷跟二溴乙烷跟NaOH反应反应 ;1.CH3I跟跟CH3COONa反应反应 ;(引入羟基(引入羟基“-OH”“-OH”的过的过程)程)(引入不饱和键的过程)(引入不饱和键的过程)消去条件:消去条件:相邻
24、碳原子上必须含有氢原子。相邻碳原子上必须含有氢原子。考虑:如何由溴乙烷制取少量的考虑:如何由溴乙烷制取少量的?CH2-CH2OH OH考虑:为了检验某卤代烃(考虑:为了检验某卤代烃(R-XR-X)中的)中的X X元素,在下列元素,在下列实验操作中:实验操作中:加热;加热;加入加入AgNOAgNO3 3溶液;溶液;取少量卤取少量卤代烃;代烃;加入稀硝酸酸化;加入稀硝酸酸化;加入加入NaOHNaOH溶液;溶液;冷却。冷却。A.B.C.D.结论:检验卤代烃分子中卤素的实验步骤结论:检验卤代烃分子中卤素的实验步骤1 1、取少量卤代烃;、取少量卤代烃;2 2、加、加NaOHNaOH溶液加热;溶液加热;3
25、 3、冷却、振荡、静置;、冷却、振荡、静置;4 4、加硝酸酸化的、加硝酸酸化的AgNOAgNO3 3溶液。溶液。官能团性质:官能团性质:“-OH”“-OH”的性质(醇和的性质(醇和酚)酚)CH3CH2OH活泼金属活泼金属HX氧化反应氧化反应脱水反应脱水反应分子内脱水分子内脱水分子间脱水分子间脱水2C2H5OH+2Na 2C2H5ONa+H2C2H5Br+H2OC2H5 OH+H Br浓浓H2SO41700CCH3CH2OH CH2=CH2 +H2O2CH3CH2OH CH3CH2OCH2CH3+H2O浓浓H2SO41400C2CO2 +3H2O热热C2H5 OH+3 O2点燃点燃2CH3CH2
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