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第七章 有机化合物
第一节 认识有机化合物
课时1 碳原子的成键特点 烷烃的结构
碳在地壳中的含量很低,但是含有碳元素的有机化合物却分布极广。有机化合物不仅构成了生机勃勃的生命世界,也是燃料、材料、食品和药物的主要来源。
衣
食
住
行
生活中的有机化合物
从下面结构中分析有机物在组成上有什么特点?
有机化合物的定义
1.定义:大多数含碳元素的化合物称为有机化合物,简称有机物。
含碳的化合物一定是有机物吗?
不是所有含碳的化合物都是有机物。
CO、CO2、碳酸(H2CO3)、碳酸盐(CO32-)、碳酸氢盐(HCO3-)、SiC、金属碳化物、氰化物(CN-)、硫氰化物(SCN-)等属无机化合物
组成元素:
主要元素
其他元素
碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等
人类目前发现和合成的物质已经超过1亿种,其中绝大多数都是有机物,为什么有机物的种类会如此繁多?
碳原子的结构示意图
2 4
+6
碳原子最外层有4个电子,要通过共用4对电子达到稳定结构
【探究活动】
用2个碳原子,氢原子数目任选,拼出你认为合理的有机物,
并说明理由
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
H
H
H
H
H
H
C
C
单键
双键
三键
练习:用4个碳原子,以碳碳单键相连,拼插你认为合理的有机物的链状骨架
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
C
直链
环状
支链
请结合下图显示的4个碳原子相互结合的几种方式,分析以碳为骨架的有机物种类繁多的原因。
键的个数 (1)碳原子最外层有4个电子,易形成4个共价键;
碳原子成键特点
成键的类型 (2)碳原子间可形成单键、双键、三键;
碳骨架形式 (3)碳原子间可形成碳链或碳环;
(4)有机物分子中可能只含有1个或几个碳原子,也可以含有成千上万个碳原子。
分子结构示意图
球棍模型
空间填充模型
甲烷分子结构
分子式
电子式
结构式
正四面体结构示意图
球棍模型
比例模型
(空间填充模型)
4个C—H键的长度和强度相同,夹角相等
键角为109°28′
甲烷
与甲烷结构相似的有机化合物还有乙烷、丙烷、丁烷,试写出丁烷的结构式并总结这类有机物的组成和分子结构特点?
有机化合物 乙烷 丙烷 丁烷
碳原子数 2 3 4
结构式
①元素组成上只含碳、氢两种元素;
②分子中的碳原子之间都以碳碳单键结合;单键可旋转
③碳原子的剩余价键均与H结合,化合价达到饱和。
碳 + 氢 =
烃
仅含碳氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物,也称为烃。
tàn qīng
烷烃
1、定义:分子中的碳原子之间都以单键结合,碳原子的剩余价键均与氢原子结合,使碳原子的化合价都达到“饱和”。这样的有机化合物称为饱和烃,也称为烷烃。
④每个碳原子都与其他原子形成四面体结构
⑤ 碳原子数大于2的直链烷烃呈锯齿状;
2、链状烷烃通式:_____________。
CnH2n+2(n≥1)
根据以下烷烃的分子式,总结出烷烃的通式:
甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷
CH4 C2H6 C3H8 C4H10 C5H12
【例2】按要求填空。
(1)下列属于链状烷烃的是________(填字母)。
A.C2H4 B.C3H4
C.C4H8 D.C5H12
E.C7H14 F.C9H20
(2)分子中含18个氢原子的链状烷烃分子式为____________。
(3)相对分子质量为58的链状烷烃分子式为__________。
(4)某链状烷烃分子中含6个碳原子,则该链状烷烃的相对分子质量为________。
D F
C8H18
C4H10
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有机化合物组合和结构的表示方法
表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子。
1、分子式:
2、最简式(实验式):
C2H6、 C3H8、 C4H10 ……
如 C4H10 的最简式为
C2H5
4、结构式:
用短线来表示原子间的共用电子对
用小黑点等符号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子
3、电子式:
用元素符号表示物质分子组成的式子,反映一个分子中原子的种类和数目
有机物组成和结构的表示方法
5、结构简式
省略C H键,把同一碳原子上的H合并,省略横线上C C键
【注意】省略单键,但双键、三键不能省略
省略横线上
C—C键
CH3-CH3
CH3CH3
结构式
结构简式
结构简式
把同一C上的H合并
省略C—H键
【例3】写出下列有机物的结构简式:
CH3CH2CH2CH3
CH3CH2CH3
CH3
CH3-CH-CH3
有机化合物组合和结构的表示方法
6、键线式:
省略碳、氢元素符号,只写碳碳键;通常相邻碳碳键之间的夹角画成120°,每个端点和转折点都表示碳原子,除C、H以外原子都保留下来。
如:CH3CH2CH3 键线式可表示为__________________
键线式可表示为__________________
CH3CH=CHCH3 键线式可表示为__________________
烷烃的命名—习惯命名法
如:C11H24 称为十一烷
戊烷
C5H12
C8H18
辛烷
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
CH3
CH3CCH3
CH3
正戊烷
异戊烷
新戊烷
(1) 1-10个C原子的直链烷烃:
称为 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 烷
(2) 11个C原子以上的直链烷烃:
(3) 带支链的烷烃:
用正、异、新表示