第三章第一节最简单的有机化合物甲烷.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第三章第一节最简单的有机化合物甲烷,我们把含碳得化合物叫做有机化合物,简称有机物。而一般把不含碳得得化合物叫做无机化合物。,1、有机物得定义,大多数有机化合物都难溶于水,熔点低,受热容易分解,容易燃烧,不易导电等。,一氧化碳、二氧化碳、碳酸钙等少数化合物,虽然含有碳元素,但由于她们得组成和性质跟无机化合物相似,因此一向把她们作为无机化合物来研究。,2、有机物得性质,、最简单得有机物,甲烷,一、甲烷得存在和物理性质,甲烷就是无色、无味得气体,密度比空气小,极难溶于水。,甲烷在自然界中得存在,:,池沼得底部(沼气),煤矿坑道(坑气),天然气(一般含,CH,4,8097%,)。,1,、甲烷化学式,:CH,4,二、甲烷得组成和结构,空间结构如何？,经过科学实验证明甲烷分子得结构就是正四面体结构,碳原子位于正四面体得中心,4,个氢原子分别位于正四面体得,4,个顶点上。,2,、甲烷分子得立体结构:,以碳原子为中心,四个氢原子为顶点得正四面体结构。键角:,109,28,9,大家应该也有点累了，稍作休息,大家有疑问的，可以询问和交流,通常情况下,甲烷比较稳定。,1、,氧化反应:,注意:,(,1,)有机反应方程式中用“”不用“”。,(,2,)点燃,CH,4,前必须验纯,否则会爆炸。,(,4,)多数有机物易燃烧。,(,3,),CH,4,与强酸、强碱或强氧化剂不反应。,CH,4,不能使,KMnO,4,(H,+,),溶液和溴水褪色。,三、甲烷得化学性质,取一个,100mL,得量筒,用排饱和食盐水得方法收集,20mLCH,4,和,Cl,2,放在光亮得地方,日光不要直射,等待片刻,观察发生得现象,。,实验探究:,甲烷与氯气光照条件下得反应,CH,4,Cl,2,CH,3,Cl,HCl,光照,取代反应:,有机物分子里得某些原子或原子团被其她原子或原子团所代替得反应。,光照,2、,取代反应:,光照,光照,光照,CH,4,Cl,2,CH,3,Cl,HCl,光照,CH,3,Cl,Cl,2,CH,2,Cl,2,HCl,光照,CH,2,Cl,2,Cl,2,CHCl,3,HCl,光照,CHCl,3,Cl,2,CCl,4,HCl,光照,一氯甲烷,气态,不溶于水,二氯甲烷,油状液体,不溶于水,三氯甲烷,俗称氯仿,油状液体,不溶于水,有机溶剂,四氯甲烷,即四氯化碳,油状液体,不溶于水,有机溶剂,练习,1,、,1mol,甲烷最多能与多少氯气进行取代,生成多少,HCl,？,取代反应得条件及特征:,(,1,)条件:,a、,光照(不能强光直射);,b、,只能用纯净得卤素,如氯气或溴蒸气(液溴),不能用氯水和溴水。,(,2,)特点:甲烷得取代反应就是逐一取代,得到得产物就是混合物。大多数有机反应都就是可逆反应。,(,4mol,4mol,),2,、在光照条件下,将等物质得量得,CH,4,和,Cl,2,充分反应,得到产物得物质得量最多得就是,(),A、CH,3,Cl B、CH,2,Cl,2,C、CCl,4,D、HCl,3,、,1mol,甲烷和氯气在光照下充分反应生成相同物质得量得四种取代产物,则消耗得氯气得物质得量就是,(),A、1mol B、2mol C、2、5mol D、5mol,D,C,取代反应与置换反应得区别,取代反应,置换反应,有机物分子里得某些原子或原子团被其她原子或原子团所代替得反应。,单质和化合物反应生成新单质和新化合物得反应,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,很多反应就是可逆得,反应一般就是单向进行,反应能否进行受催化剂、温度、光照等外界条件影响较大,在水溶液中进行得置换反应遵循“强制弱”得原则,反应中不一定有电子得得失,一定有电子得得失,其产物用途:,H,2,就是合成氨及合成汽油等工业得原料。,C,就是橡胶工业得原料,可以用于制造颜料、油墨、油漆等。,注:多数有机物熔点低,受热易分解。,3、,分解反应:,在隔绝空气得情况下,加热至,1000,0,C,甲烷分解生成炭黑和氢气。,补充:甲烷得制备,(,1,)工业制备,(,2,)实验室制备,药品:无水,CH,3,COONa,和碱石灰,反应原理:,CH,3,COONa+NaOH=CH,4,+Na,2,CO,3,收集方法:排水法,气体发生装置:同于,O,2,、,NH,3,碱石灰中,CaO,得作用就是吸水,使固体反应物疏松透气,尾气处理:点燃燃烧,烷烃,她们得分子式和结构式如下:,结构式,结构简式,一、烷烃得概念和通式,分子中得碳原子以碳碳单键相互连接,其余价键全部与氢原子结合成链状得烃叫做饱和烃,饱和烃又称为烷烃。,烷烃就是一系列化合物得总称。在烷烃分子中,碳原子数由,1,向上递增,这些烷烃分别称为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。,结构式,结构简式,从上述分子式和结构式可以看出,烷烃分子中碳原子和氢原子之间得数量关系就是一定得。从甲烷开始,每增加一个碳原子,就相应增加两个氢原子,若烷烃分子中含有,n,个碳原子,则含有,2n,2,个氢原子,因此烷烃得通式为,C,n,H,2n,2,。,烷烃得通式,相邻得两烷烃分子间均相差一个,CH,2,原子团,这个,CH,2,原子团叫做系差。像烷烃分子这样,通式相同、结构相似、在组成上相差一个或多个系差得一系列化合物叫做同系列。同系列中得各化合物互称为同系物。同系物一般具有相似得化学性质。,同系物,烷烃得结构特点,烷烃分子里碳原子间都以碳碳单键相连,每个碳原子最多能以四个共价键与其她碳(或氢)原子相连。,烷烃都就是立体结构,而非平面结构或直线型,所有碳原子不一定在一条直线上,而就是呈锯齿状。,碳碳单键可以旋转,因此烷烃得碳链形状可以改变。,两个碳原子必然共线,三个碳原子不共线但就是一定共面,四个及以上得碳原子可能共面,也可能不共面。一定条件下,可以让所有碳原子都共面。,烃基、烷基,烃分子中去掉一个(或多个)氢原子剩下得部分叫做烃基。如果失去,H,原子得就是烷烃,则剩余部分叫烷基。一般用,R-,表示。,例如,甲基,-CH,3,乙基,-CH,2,CH,3,或,-C,2,H,5,注意：,R-,中短横线指一个单电子（烷基不带电）；,CH,4,失去,2,个碳原子后所剩的原子团也是烷基，,-CH,2,-,叫亚甲基，,-,CH-,叫次甲基。,|,二、烷烃得物理性质,练习册,P33,表格,结论:烷烃得物理性质递变:,状态:气态(,C:14),、液态(,516),、固态(,C,:,17,以上);,随碳原子数依次增多,其熔点、沸点、密度依次升高,且密度均小于,1,。,三、烷烃化学性质:,烷烃通常情况下较稳定,不与强酸、强碱、强氧化剂反应。在一定条件下也能发生氧化(燃烧)反应,取代、热解等反应。,练习册,P33,表格,分子式相同而,结构式,不同得化合物互称为同分异构体。这种现象叫做同分异构现象。,从丁烷开始出现,同分,异构体,四、同分异构现象,结论:碳原子数相同时,支链越多,其熔沸点越低,密度越小。,同分异构体得物理性质不同(熔沸点不同),化学性质不一定相同。,烷烃一氯代物同分异构体数目得确定方法。,补充,1,、等效氢法(对称法),连在同一碳原子上得氢原子等效。,连在同一碳原子上得甲基上得氢原子等效。,处于对称位置上得氢原子等效。,规律方法总结,P47,有几种等效氢原子就有几种一元取代物。,2,、换位思考法,如丙烷得二氯代物,C,3,H,6,Cl,2,和丙烷得六氯代物,C,3,H,2,Cl,6,得同分异构体数目相等,都有四种。,方法:,(,1,)“先直链、一线串”,C-C-C-C-C-C,(,2,)“从头摘、挂中间;往边排、不到端”,(,3,)“先整挂、后打散;支链碳不过半”,五、烷烃同分异构体得书写与辨识,I,C,C-C-C-C-C,I,C,C-C-C-C-C,I,C,C-C-C-C-C,I,C,C-C-C-C,CI,I,C,C-C-C-C,I,C,按照上述方法写出,58,个碳原子得烷烃得所有同分异构体。,碳链异构体,得数目随着化合物分子中所含碳原子数目得增多而增多。,思考:,试列表比较同系物、同分异构体、同素异形体、同位素四个名词得含义。,同系物,同分异构体,同素异形体,同位素,定义,类别,结构,分子式,性质,同系物,同分异构体,同素异形体,同位素,定义,结构相似,分子组成相差一个或若干个,CH,2,原子团得同一系列化合物。,分子式相同,结构式不同得化合物。,由同种元素组成得单质。,质子数相同,中子数不同得同一元素得原子。,类别,化合物,化合物,单质,原子,结构,结构相似,结构不同,结构不同,分子式,不同,但具有相同得通式,相同,不同,如,O,2,和,O,3,不同,如,1,H,2,H,3,H,性质,物理性质不同,化学性质相似,物理性质不同,化学性质不一定相同,物理性质不同,化学性质基本不同,物理性质不同,化学性质几乎相同,P64,思考与交流:有机物种类繁多得原因？,每个碳原子能与其她原子形成四个共价键;,碳原子与碳原子之间也能形成共价键,可形成碳碳单键、双键或三键;,多个碳原子可相互结合形成长得碳链,也可形成碳环;,存在大量得同分异构体。,正己烷 异戊烷,C,5,H,12,C,9,H,20,C,12,H,26,C,20,H,42,戊烷,壬烷,十二烷,二十烷,六、烷烃得命名,1,、普通命名法（习惯命名法）,称某烷,：甲，乙，丙,癸烷，十一烷，十二烷等。,加前缀:正,异,新,CH,3,CHCH,2,CHCH,3,CH,3,CH,2,CH,3,选主链,称“某烷”。,选定分子里最长得碳链为主链,并根据主链上碳原子得数目称为,“,某烷,”,。,己烷,2,、系统命名法,CH,3,CHCH,2,CHCH,3,CH,3,CH,2,CH,3,从离支链最近得一端开始,用,1,、,2,、,3,等数字给主链得各碳原子依次编号定位,以确定支链所在得位置。,1,5,6,3,CH,3,CH,3,CHCH,2,CH,CH,2,CH,3,CH,3,4,2,编序号,确定支链得位置。,先写取代基得位置序号,再写取代基得名称,中间用“,”,隔开。然后根据主链上得碳原子数命名为“某烷”。,己烷,2-,甲基,命名,:“,取代基位置”,+“,取代基名称”,+“,母体名称”,CH,3,CHCH,2,CH,CH,2,CH,3,CH,3,1,5,6,3,4,2,烃基大小得次序:,(烃基越简单则越小,位置越靠前),甲基乙基丙基丁基戊基己基异戊基异丁基异丙基,先小后大,同基合并,相同取代基合并,用大写得二、三等数字表示取代基数目,写在取代基名称之前。取代基位次中间用“,”隔开;如果几个取代基不同,就把简单得写在前面,复杂得写在后面。,CH,3,CH,3,CHCH,2,CH,CH,2,CH,3,CH,3,1,5,6,3,4,2,2,4-,二甲基,己烷,一些常见烷基得名称:,-,CH,3,:,甲基,-,CH,2,CH,3,:乙基,-,CH,2,CH,2,CH,3,:丙基,-,CH(CH,3,),2,:异丙基,-,CH,2,CH,2,CH,2,CH,3,:丁基,当有几种可能得编号方向时,应当选定使取代基具有,“最小位次和”,得那种编号。,两端一样长时,从小取代基一端开始编号。,CH,3,-CHCH-CH,2,-CH,2,-C-CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,CH,3,CH,2,CHCH,2,CHCH,2,CH,3,CH,3,CH,2,CH,3,从左到右：,2,，,3,，,6,，,6,从右到左：,2,，,2,，,5,，,6,1 2 3 4 5 6 7,7 6 5 4 3 2 1,1 2 3 4 5 6 7,3-,甲基,-5-,乙基,庚,烷,CH,3,CH,3,CCH,2,CHCH,2,CH,3,CH,3,CH,2,CH,3,2,2-,二甲基,-4-,乙基己烷,命名:,1,、碳链最长原则,2,、支链最近原则,3,、位次最小原则,有机物得系统命名原则:,口决:选主链,称某烷;编号数,定支链;基名前,母名后;基名同,要合并;基名异,简在前。,如：,CH,3,-CH,2,-CH,2,-CH-CH,3,CH,2,-CH,3,CH,3,-CHCH,2,CH-CH,2,CH,3,CH,2,CH,3,CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH,2,CHCH,2,CH-CH,2,CH,2,CH,3,CH,3,CH,2,CH,3,2 1,6 5 4 3,2 1,6 7 8,3 4 5,1 2 3 4 5 6 7 8,碳链最长原则:主链最长,