第二章脂肪烃化合物_有机化学及实验
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第2节烃和卤代烃[课标解读] 1.掌握烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃的结构与性质. 2.掌握卤代烃的结构与性质以及它们之间的相互转化。
掌握取代、加成、消去等有机反应类型. 3.了解烃类的重要应用。
4.了解有机化合物分子中官能团之间的相互影响。
脂肪烃——烷烃、烯烃和炔烃知识梳理1.脂肪烃的结构特点和分子通式烃类结构特点一般组成通式烷烃分子中碳原子之间以单键结合成链状,碳原子剩余的价键全部以单键结合的饱和烃C n H2n+2(n≥1)烯烃分子里含有碳碳双键的不饱和链烃C n H2n(n≥2)炔烃分子里含有碳碳叁键的不饱和链烃C n H2n-2(n≥2)2.烯烃的顺反异构(1)顺反异构的含义由于碳碳双键不能旋转而导致分子中的原子或原子团在空间的排列方式不同所产生的异构现象。
(2)存在顺反异构的条件每个双键碳原子上连接了两个不同的原子或原子团。
(3)两种异构形式顺式结构反式结构特点两个相同的原子或原子团排列在双键的同一侧两个相同的原子或原子团排列在双键的两侧实例顺。
2-丁烯反.2。
丁烯[辨易错](1)所有烯烃通式均为C n H2n,烷烃通式均为C n H2n+2。
()(2)C2H6与C4H10互为同系物,则C2H4与C4H8也互为同系物。
()(3)符合C4H8的烯烃共有4种。
()[答案](1)×(2)×(3)√3.脂肪烃的物理性质4.脂肪烃的化学性质(1)烷烃的取代反应①取代反应:有机物分子中某些原子或原子团被其他原子或原子团所替代的反应。
②烷烃的卤代反应a.反应条件:气态烷烃与气态卤素单质在光照下反应。
b.产物成分:多种卤代烃混合物(非纯净物)+HX.c.定量关系(以Cl2为例):即取代1 mol氢原子,消耗1_mol Cl2生成1 mol HCl。
(2)烯烃、炔烃的加成反应①加成反应:有机物分子中的不饱和碳原子与其他原子或原子团直接结合生成新的化合物的反应。
②烯烃、炔烃的加成示例CH2===CH—CH3+Br2―→CH2BrCHBrCH3.CH2===CH—CH3+H2O错误!CH≡CH+2Br2(足量)―→CHBr2—CHBr2。
高二下学期化学的脂肪烃集体备课教案一、课程概述本节课程主要介绍有机化合物脂肪烃的基本概念、特性和化学性质。
通过本节课程的学习,学生将能够深入了解脂肪烃的分子构造、物理性质、氧化反应和卤素取代反应等方面的知识,并能够掌握脂肪烃的应用领域。
二、教学目标1.掌握脂肪烃的基本概念和性质;2.理解脂肪烃的物理性质和化学性质;3.学会化学式推导和化学式计算方法;4.了解脂肪烃在生产、能源等领域的应用。
三、教学重点和难点教学重点1.脂肪烃的分子构造和物理性质;2.脂肪烃的氧化反应和卤素取代反应。
教学难点1.化学式推导和计算方法的教授;2.脂肪烃在生产、能源等领域的应用。
四、教学内容及方法A. 教学内容1. 脂肪烃的概念和结构特征•脂肪烃的定义和分类;•脂肪烃的分子构造和键型特征;•脂肪烃的同分异构体和光学异构体。
2. 脂肪烃的物理性质•脂肪烃的熔点、沸点和密度特征;•脂肪烃的溶解度和吸附性质。
3. 脂肪烃的化学性质•脂肪烃的氧化反应和烷基自由基生成机理;•脂肪烃的卤素取代反应和生成物的特征;•脂肪烃的烷基卤素化反应特点。
4. 脂肪烃的应用领域•脂肪烃在生产领域的应用;•脂肪烃在能源领域的应用;•脂肪烃在其他领域的应用。
B. 教学方法•讲授理论知识:由教师通过演讲和板书介绍脂肪烃的基本概念和化学式推导方法;•实验探究:通过化学实验的方式,让学生深入了解脂肪烃的化学性质和反应机理;•问题探讨:教师引导学生讨论和解决实际问题,提高学生对脂肪烃应用领域的认识。
五、教学评价A. 评价方法•课堂问答:教师在课堂上随机提问学生,加强学生的学习积极性;•实验报告:学生完成实验后,写出实验报告,反映实验过程和结果;•学生综合能力评估:通过测试和考试,全面考察学生对脂肪烃相关知识理解、应用和创新能力。
B. 评价内容•学生基本概念掌握情况;•学生化学式推导能力和计算方法掌握情况;•学生实验操作技巧和实验报告撰写水平;•学生对脂肪烃应用领域的理解情况。
有机化学基础知识点整理脂肪族化合物的性质与反应脂肪族化合物是有机化学中的重要类别之一,包括烷烃、烯烃和炔烃等。
它们具有特定的物理性质和化学性质,同时在众多反应中发挥重要作用。
本文将就脂肪族化合物的性质与反应进行整理,以加深对有机化学基础知识的理解。
一、脂肪族化合物的物理性质脂肪族化合物是由碳、氢原子组成的,碳原子以单键的形式连接,其分子结构相对简单。
由于结构上的相似性,脂肪族化合物的物理性质也具有某些一致性。
以下是脂肪族化合物的几个典型物理性质:1. 熔点和沸点:脂肪烃的熔点和沸点随着分子量的增加而增加,较长碳链的烷烃熔点和沸点较高。
这是因为长碳链增加了分子间的范德华力(分子间相互作用力)相互作用。
2. 密度:一般情况下,脂肪族化合物的密度小于水,因为其相对于水的分子量较大。
脂肪醇和糖类等化合物则具有较高的密度。
3. 溶解性:烷烃是非极性化合物,所以它们在非极性溶剂(如苯、石油醚)中溶解度较大,与极性溶剂(如水)的溶解度较小。
相反,脂肪醇等带有极性官能团的脂肪族化合物在水中溶解度较高。
二、脂肪族化合物的化学性质脂肪族化合物的一些典型化学性质包括燃烧、加成反应、取代反应等。
以下是对这些性质的详细描述:1. 燃烧:脂肪族化合物是碳氢化合物,是一种优良的燃料。
在氧气存在下,它们可以发生完全燃烧,生成二氧化碳和水。
烷烃燃烧时释放大量的热能,因此常用作燃料。
2. 加成反应:脂肪族烯烃和炔烃可以发生加成反应,即在双键或三键上加入其他原子、离子或分子而形成新的化合物。
常见的加成反应包括加氢、卤素加成、水加成等。
3. 取代反应:脂肪烃可以通过取代反应引入其他官能团。
常见的取代反应有卤代烷化、硝基取代、氨基取代等。
值得注意的是,在取代反应中,脂肪烃中的氢原子往往被其他官能团取代,从而引入新的化学性质。
三、脂肪族化合物的应用脂肪族化合物在日常生活和工业生产中有广泛的应用。
以下是几个例子:1. 烷烃类的石油和天然气是现代社会中最重要的能源之一。
第二章 脂肪烃
一 基本要求
掌握:脂肪烃的命名及其化学性质;掌握脂肪烃的制备、分离、提纯与鉴别。
熟悉:脂肪烃的物理常数及其光谱特征。
了解:脂肪烃的结构;了解对映体的相关概念及其命名。
二 基本概念
碳正离子(carbonium ions),碳负离子(carbanions),自由基(free radicals),E-Z 命名法(E-Z nomination ),亲电试剂,亲电加成,马氏规则,顺式加成,反式加成,双烯加成,协同反应(concerted reaction),亲核试剂(nucleophilic reagent),亲核加成(nucleophilic addition),加成反应(addition reation), 取代反应(substitution reaction),裂化反应,聚合反应,异构化反应,R-S
标记法。
三 重点与难点提示
1烯烃的顺反异构 两个相同基团处于双键同侧的叫顺式,处于异侧的叫反式。
如果有一个
碳原子上连有两个相同的基团,该烯烃就不存在顺反异构体。
对连有四个不相同基团的烯烃,必须采用IUPAC 命名(E -Z 命名法)。
该命名法的要点是:根据各取代基的优先顺序来命名顺反异构。
如果两个优先顺序在前的取代基在双键的
同一侧,称作Z-式,反之称作E-式。
(Z,Z)-2,4-己二烯 (Z,E)-2,4-己二烯 (2Z,4Z)-3-甲基-2,4-己二烯
2 脂肪烃的化学性质
A )酸性:脂肪烃化合物酸性强弱顺序为:
B )氧化反应KMnO 4作为氧化剂 ;臭氧作为氧化剂;空气作为氧化剂;烯烃能被过氧羧酸氧 化
为环氧化合物:燃烧
C )不饱和烃的加成反应催化加氢反应;亲电加成反应(与溴,氢卤酸,次卤酸,烯烃,水,
硫酸,乙硼烷)
3 脂肪烃的立体化学
C b c a a 顺-2-丁烯 反-3-氯-3-己烯C C H CH 3H
CH 3C C H CH 2CH 3Cl CH 3CH 2(Z)-1-氯-2-溴-丙烯 (E)-3-甲基-4-乙基-3-庚烯C
C Cl H Br
CH 3C C CH 2CH 2CH 3CH 2CH 3CH 3CH 3CH 2R H
R H + 酸 共轭碱CH 2HC CH 2CH 3
H H H H
>>
A ) 对映异构和手性
分子式和构造式相同,物理性质和化学性质也相同,但两者的旋光性不同,即在一种称为平面偏振光的照射下,使透过光偏转的角度相同而方向相反,这种现象称为对映异构。
具有这
样性质的两个化合物称为对映异构体。
对映异构体又称为旋光异构体或光学异构体
实物与其镜象不能重叠的特性叫手性或手征性,具有手征性的分子叫手性分子。
B )含一个手性碳原子化合物的对映异构
(i) 对映体与外消旋体
连有四个不同原子或基团的碳原子叫不对称碳原子,或者叫手性碳原子。
含有一个手性碳原
子的化合物不存在对称面和对称中心,必然会有旋光性,存在对映异构体。
互为镜象关系的异构体叫对映体。
对映体的等量混合物叫外消旋体。
外消旋体没有旋光性。
外消旋体一般用符号(±)或dl 表示。
外消旋体有固定的物理常数,外消旋体可以拆分为两个有旋光活性的异构体。
外消旋体的物理性质与对映体不同,但是化学性质基本相同。
外消旋体可以拆分为有旋光活性的左旋体和右旋体。
拆分方法有:机械拆分法;微生物拆分
法;选择吸附拆分法;诱导结晶拆分法;化学拆分法 。
(ii) 构型及表示方法
对映异构一般用比较简单的Fisher 投影式表示:
Fisher 投影式用一个“+”字表示,其交点代表碳原子。
通常将碳链放在垂直直线上。
两个竖立的键代表向纸面背后伸出的键,两个水平的键表示向纸面前方伸出的键。
在使用Fisher
投影式时,要注意如下几点:
(1) 在投影式中,如果保持一个基团固定,而把另外三个基团顺时针或逆时针调换位置,不
改变原化合物的构型。
(2) 在投影式中,交换任何两个基团,将会使构型变成它的对映体。
(3) 投影式可以在纸平面上转动180°,不改变原来的构型。
(4) 投影式在纸平面上转动90°,构型变为原来的对映体。
C )命名(旋光异构体的命名采用D-L 和R-S 标记法)
(i) D-L 法:以甘油醛CH 2OHCHOHCHO 为对照标准进行标记。
右旋甘油醛的构型被定为D-型,左旋甘油醛的构型定为L-型。
其它化合物如果与右旋甘油醛的构型相同,则为D-型;
如果与左旋甘油醛构型相同,则为L-型。
33
H CH 3Cl
C 2H 5H Cl 123
(ii) R-S 法:(1) 将手性碳原子的四个基团按先后顺序规则排出顺序。
(2) 把顺序最小的基团指向离开视线的方向,然后观察其余三个基团的排列。
(3) 沿最优先的基团到第二优先基团再到第三优先基团的次序来看,如果我们 的视线按顺时针方向旋转,该分子则为R构型;如果逆时针方向旋转,则为S 构型。
优先顺序:OH>COOH>CH 3>H 优先顺序:OH>COOH>CH 3>H 命名为: (R)-2-羟基丙酸 命名为: (S)-2-羟基丙酸
对投影式的R-S 确定方法:
.(1) 凡投影式中按次序规则排在最后的基团或原子团位于竖立键时,其它基团按大小规则排
序,从大到小顺序为顺时针方向是R 构型,反时钟方向是S 构型。
(2) 如果最小基团连在投影式的横向键时,命名R ,S 构型可根据投影式中其它三个基团的大小顺序,按从大到小的顺序,如果为反时针方向,则其构型为R 构型,如果为顺时针方
向,则为S 构型。
(3) 对于含两个或两个以上手性碳原子化合物的投影式,也可按同样方法,对每一个手性碳
原子命名,然后注明各标记的是哪一个碳原子。
优先顺序: Cl>C 2H 5>CH 3>H
优先顺序: OH>COOH>CH 3>H
命名为: (S) -2-氯丁烷 命名为: (R)-2-羟基丙酸
对于C 2: Cl>CHClC 2H 5>CH 3>H S 构型 对于C 3: Cl>CHClCH 3>C 2H 5>H R 构型 命名为: (2S ,3R)-2,3-二氯戊烷
四 习题与思考
CH 2OH CHO
OH
H CH 2OH CHO H HO D-甘油醛 L-甘油醛 D-乳酸 L-乳酸
CH 3COOH OH H CH 3
COOH H
HO
3
C 2H 5
Cl
CH 3H H COOH OH CH 3
思考题
1.解释马氏规则和反马氏规则并举例说明。
2.写出戊烯的同分异构体并命名之。
3.写出下列反应机理
2 写出戊烯的所有同分异构体,命名之,并指出哪些有顺反异构体。
3 推测下列反应的机制
(2).+Cl 2
Cl +HCl C 5H 11CH=CH 2+(CH 3)3COCl EtOH
C 5H 11CH(OCH 3)CH 2Cl
(1).提示:(CH 3)3COCl 的作用与HOCl 相同
4.某化合物A 分子式为C 8H12,具有旋光性。
用铂催化加氢得到没有手性的化合物B (),用Lindlar 催化得到没有手性的化合物C (),但用金属钠在液氨中还原得到有手性的化合物
D ()。
试推测A 的结构。
参考答案:
1.略
4.一旋光化合物C 8H 12(A ),用铂催化加氢得到没有手性的化合物C 8H 18(B ),用Lindlar 催化剂加氢得到化合物C 8H 14(C), 但用金属钠在液氨中还原得到没有手性的化合物C 8H 14(D)。
试写出A 的结构。
答案:1略
CH 3CH 2CH 2CH=CH 2
CH 3CHCH=CH 2CH 3
H 3C CH 2CH 3H H H 32CH 3戊烯-甲基- -丁烯
H 3C H 3CH 3CH 3CH 2C=CH 2
CH 3Z-2-戊烯E-2-戊烯312-甲基-2-丁烯2-甲基-1-丁烯
2.
2Cl 2引发剂
Cl +
Cl +HCl +Cl 2Cl +
Cl (2)(1)C 5H 11CH=CH 2
+(CH 3)3COCl C 5H 11CH-CH 2Cl (CH 3)3CO C 5H 11CH(OCH 3)CH 2Cl
3.
H 3C
C C C H CH 3H H C CH 3化合物A 的结构为4.。