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第一节 有机化合物的结构特点
第一章 有机化合物的结构特点与研究方法
第一课时
有机化合物的分类方法
学习目标
1、 了解有机化合物的分类方法,能依据有机化合物分子的碳骨架和官能团对常见有机化合物进行分类。
2、通过对典型有机化合物中碳骨架和官能团的分析,发展分类研究有机化合物的模型认知的学科素养。
一、有机化学发展史
1、19世纪中叶前,人们认为有机物只能由动物或植物产生——“生命力论”
2、19世纪初,贝采里乌斯提出两个概念“有机化学”和“有机化合物”。
——使有机化学逐渐发展成为化学的一个重要分支。
3、1828年,维勒--首次用无机物合成有机机化合物。
——使人们彻底的摈弃了“生命力论”
4、1830年,李比希创立了有机化合物定量分析方法。
5、1848~1874年之间,碳的价键、碳原子的空间结构等理论逐渐趋于完善,建立了研究有机化学的官能团体系。——使有机化学成为一门较完整的学科。
6、20世纪,各种物理分析方法[红外光谱(IR)、核磁共振谱(NMR)、质谱(MS)和X射线衍射(XRD)]的引入,促进了有机分析的发展。
逆推法合成设计思想的诞生,有机合成路线的设计实现了程序化并进入计算机设计时代,新化合物的诞生速度大大提高。
7、现在:自然界里存在的或不存在的有机化合物,都可以合成出来;
有机化学进入了生命科学的最高殿堂——破译并合成蛋白质、认识并改造遗传分子,从分子水平上揭示生命的奥秘。
△
NH4CNO CO(NH2)2
有机化合物:
有机化学:
在原子、分子水平上研究有机化合物的组成、结构、性质、转化及应用的科学。
绝大多数含碳的化合物称为有机化合物,简称有机物
注意:下列物质属于无机物
1、碳氧化物:CO、CO2;H2CO3 ;碳酸盐(Na2CO3、NaHCO3)
2、氰化物(HCN),硫氰化物(KSCN)
3、某些碳化物(SiC, CaC2 )
二、有机化学及有机化合物
各种药物
食品
蛋白质糖类
油脂
维生素
材料塑料纤维橡胶
燃料
煤
石油
天然气
有机化合物
列举生活中的有机化合物
2. 有机物物理性质特点
(1)难溶于水,易溶于汽油、酒精、苯等有机溶剂。
(2)多为非电解质,不易导电。
(3)多数熔沸点较低。(分子晶体)
(4)多数易燃烧,受热易分解。
3. 有机反应特点
比较复杂,一般速度慢,多需要催化剂,而且 副反应多,所以,有机反应常用“ ”代替“══”。
(1)主要有碳元素组成
(2)通常还含有H、O、N、P、S、O、卤素等元素
1、组成元素:
美国《化学文摘》编辑部统计,已知的有机化合物的数目:
1880年约为1.2万种,
1910年约1.5万种,
1940年约为50万种,
1961年约为175万种,
1990年已超过1 000万种,
2004年,达到3 500万种以上。
2020年,达到上亿种以上。
思考1:仅有氢和氧两种元素组成的化合物有几种?
那仅由氢和碳组成的化合物有几种?
那到现在为止发现和人工合成的有机物有多少?
为什么有机物种类如此繁多?
三、有机物种类繁多的原因
1、碳原子的成键特点:
(1)每个碳要形成4个共价键
(2)碳可以与其他原子成键,也可以形成碳碳键
(3)碳原子可以形成单键、双键或三键
(4)可以形成碳链、也能形成碳环
2、同分异构形象的存在
分类标准是什么?
1亿多种而且发展速度哦如此之快的有机物我们应该如何认识有机物?
分类
1、依据碳骨架分类
有机化合物
脂肪烃
脂肪烃衍生物
如丁烷CH3CH2CH2CH3
如溴乙烷CH3CH2Br
脂环烃
脂环烃衍生物
芳香烃
芳香族衍生物
如环己烷
如环己醇
OH
如苯
如溴苯
Br
链状化合物
环状化合物
脂环化合物
(有环状结构,不含苯环)
芳香化合物
(含苯环)
键线式
四、有机物的分类方法
烃的衍生物:烃分子中的氢原子被其他原子或者原子团所取代而生成的有机化合物。
1、烃和烃的衍生物区别
注意:
烃:仅含碳、氢两种元素的有机物。
烃的衍生物:除含有碳、氢外还有其他元素的有机物,如卤代烃、醇、醛、羧酸、酯……
2、脂环化合物和芳香族化合物区别
脂环化合物——分子中不含苯环的碳环化合物,
芳香族化合物——分子中含苯环的化合物
3、芳香族化合物、芳香烃、苯的同系物关系
课堂练习、现有以下几种物质:
① ② ③ ④ ⑤
⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
其中:
(1)属于脂环化合物的有___________。
(2)属于芳香族化合物的有_____________。
③④⑥⑨
①②⑤⑦⑧
(3)属于芳香烃的有__________。(5)属于脂肪烃的有_________。
(6)属于脂环烃衍生物的有________。
②⑤⑦
⑩
⑥⑨
二、依据官能团分类
1、官能团:
决定有机化合物特性的原子或原子团
常见的官能团:
碳碳双键
碳碳三键
碳卤键
羟基
醛基
酮羰基
羧基
酯基
C C
OH
C H
O
C
O
C OH
O
C
C
C X
C O R
O
氨基
NH2
酰胺基
C NH2
O
醚键
C O
C
HC≡CH
CH4
CH2=CH2
2.有机物的主要类别、官能团和典型代表物(P5)
羟基
CH3CH2Br
羟基
CH3CH2OH
CH3CH2OCH2CH3
醚键
醛基
CH3NH2
羧基
酯基
氨基
酰胺基
几个注意的问题:
烷基、苯环(或苯基)不是官能团;
2.卤代烃不是烃,X为F、Cl、Br、I。
3.羟基有两种
4.醛基简写为: CHO,不能写成: COH;
5.含氨基( NH2)的为胺,如乙胺C2H5NH2;
6.硝基: NO2,不能写成: O2N。
醇羟基: 羟基不与苯环直接相连。
酚羟基: 羟基与苯环直接相连。
CH2OH
OH
苯甲醇
苯酚
课堂练习:
(1) 中所含官能团的名称为__________________。
(2)写出化合物 中含氧官能团的名称为 。
(3) 中的含氧官能团名称为硝基、_____ 和_____
碳碳双键、碳氯键
羟基、酯基
(酚)羟基
醛基
(4) 所含官能团的名称为_____________ 。
(5) 中含氧官能团的名称为_____________。
酯基、酮羰基
酮羰基、酰胺基
—OH与OH—有何区别?请画出它们的电子式
注意:根、基与官能团的比较
项目 根 基 官能团
概念
电性
存在
举例
联系
带电的原子或原子团
分子失去中性原子或原子团后剩余的部分
决定有机化合物特性的原子或原子团
带电
电中性
电中性
稳定存在
不能独立存在
不能独立存在
铵根离子:NH4+
氢氧根:OH-
羟基:—OH
甲基:—CH3
羟基:—OH
羧基:—COOH
(1)官能团属于基,但基不一定是官能团,如甲基(—CH3),苯基( ) 是基,但不是官能团。
(2)基与基能够结合成分子,根与基不能结合成分子。
【思考与讨论】教材P6
(1)①为卤代烃,官能团为-Br,溴原子;
②为酚,官能团为-OH,酚羟基
③为醇,官能团为-OH,醇羟基;
④为醛,官能团为-CHO,醛基
⑤为酸,官能团为-COOH,羧基;
⑥为酯,官能团为-COO- ,酯基
上述六种物质均为芳香烃衍生物,官能团不同,性质不同。
(2)丙烯酸(CH2=CHCOOH)中官能团为
可能具有化学性质:氧化反应、加成反应、加聚反应、酸性、酯化反应、缩聚反应等。
,—COOH,
有机化合物的分类方法
课堂小结
按碳骨架分类
链状化合物
环状化合物
脂环化合物
芳香化合物
按官能团分类
烷烃、烯烃、炔烃、芳香烃
卤代烃、醇、酚、醚、醛、酮、羧酸、酯、胺、酰胺……
A
课堂达标
1、按碳的骨架分类,下列说法正确的是 ( )
A. 属于链状化合物
B. 属于芳香化合物
C. 属于脂环化合物
D. 属于芳香烃
D