【高中化学课件】有机化合物的组成、结构与性质

[备考要点] 1.掌握有机物的组成与结构。

2.掌握烃及其衍生物的性质与应用。

3.掌握糖类、油脂、蛋白质的结构与性质。

4.理解合成高分子的结构与特点。

考点一有机物的结构与性质1．常见有机物及官能团的主要性质种类通式官能团主要化学性质烷烃C n H 2n ＋2无在光照时与气态卤素单质发生取代反应烯烃C n H 2n (单烯烃)碳碳双键：(1)与卤素单质、H 2或H 2O 等能发生加成反应；(2)能被酸性KMnO 4溶液等强氧化剂氧化炔烃C n H 2n －2(单炔烃)碳碳三键：—C ≡C—卤代烃一卤代烃：R—X—X(X 表示卤素原子)(1)与NaOH 水溶液共热发生取代反应生成醇；(2)与NaOH 醇溶液共热发生消去反应醇一元醇：R—OH羟基：—OH(1)与活泼金属反应产生H 2；(2)与卤化氢或浓氢卤酸反应生成卤代烃；(3)脱水反应：乙醇140℃分子间脱水生成醚170℃分子内脱水生成烯；(4)催化氧化为醛或酮；(5)与羧酸或无机含氧酸反应生成酯醚R—O—R醚键：性质稳定，一般不与酸、碱、氧化剂反应酚Ar—OH(Ar 表示芳香基)羟基：—OH(1)呈弱酸性，比碳酸酸性弱；(2)苯酚与浓溴水发生取代反应，生成白色沉淀2,4，6-三溴苯酚；(3)遇FeCl 3溶液呈紫色(显色反应)；(4)易被氧化醛醛基：(1)与H 2发生加成反应生成醇；(2)被氧化剂(O 2、多伦试剂、斐林试剂、酸性高锰酸钾等)氧化为羧酸羧酸羧基：(1)具有酸的通性；(2)与醇发生酯化反应；(3)不能与H 2发生加成反应；(4)能与含—NH 2的物质生成酰胺酯酯基：(1)可发生水解反应生成羧酸(盐)和醇；(2)可发生醇解反应生成新酯和新醇氨基酸RCH(NH 2)COOH氨基：—NH 2，羧基：—COOH两性化合物，能形成肽键()蛋白质结构复杂无通式肽键：,氨基：—NH 2，羧基：—COOH(1)具有两性；(2)能发生水解反应；(3)在一定条件下变性；(4)含苯基的蛋白质遇浓硝酸变黄发生颜色反应；(5)灼烧有特殊气味糖C m (H 2O)n羟基：—OH ，醛基：—CHO ，羰基：(1)氧化反应，含醛基的糖能发生银镜反应(或与新制氢氧化铜反应)；(2)加氢还原；(3)酯化反应；(4)多糖水解；(5)葡萄糖发酵分解生成乙醇油脂酯基：(1)水解反应(在碱性溶液中的水解称为皂化反应)；(2)硬化反应2．常考官能团1mol 所消耗的NaOH 溶液、H 2物质的量的确定(1)最多消耗NaOH 溶液______mol 。

有机化合物组成与结构有机化合物是由碳元素和氢元素以及其他元素（如氧、氮等）构成的化合物。

它们在自然界中广泛存在，包括生物体内的蛋白质、脂肪、碳水化合物等，以及石油、天然气中的烃类化合物。

有机化合物不仅在生命体中扮演着重要角色，而且在日常生活中也有着广泛的应用。

一、碳元素在有机化合物中的重要性有机化合物中的碳元素是其重要组成部分，这是因为碳元素具有独特的性质，能够形成四个共价键，与其他元素形成稳定的化学键。

这种特性使得碳元素能够形成多样的分子结构，产生丰富多样的有机化合物。

例如，碳元素可以形成链状结构、环状结构和支链结构等，从而使有机化合物具有不同的性质和功能。

二、有机化合物的分子结构有机化合物的分子结构包括直链烷烃、环状烷烃、取代基烷烃等。

直链烷烃是由碳原子构成的直线状分子，例如甲烷（CH4）、乙烷（C2H6）等。

环状烷烃是由碳原子构成的环状分子，例如环己烷（C6H12）、苯（C6H6）等。

取代基烷烃是指在直链烷烃或环状烷烃中，一个或多个氢原子被其他原子或基团取代的化合物。

例如，甲基甲烷（CH3CH3）、氯代乙烷（CH3CH2Cl）等。

三、有机化合物的命名规则为了清晰准确地描述和区分不同的有机化合物，科学家们制定了一套严谨的命名规则，即有机化学命名法。

这种命名法根据有机化合物的分子结构和取代基等特征，为每种有机化合物赋予一个唯一的名称，确保人们能够准确地理解和表达不同的有机化合物。

例如，甲烷、乙烷等为直链烷烃的通用名称，而1-丙醇、2-丁酸等为包含取代基的有机化合物的系统命名。

四、有机化合物的性质和功能由于碳元素的独特性质以及有机化合物的多样分子结构，它们具有广泛的性质和功能。

有机化合物可以进行各种化学反应，包括取代反应、加成反应等，从而产生新的有机化合物。

此外，有机化合物还具有燃烧、溶解性、挥发性等特点，这使得它们在能源、材料、医药等领域具有重要的应用价值。

五、有机化合物在生命体中的作用有机化合物在生命体中起着重要的角色。

有机化合物的结构与性质
有机化合物的结构可以分为线性链状、支链状、环状等不同形态。

线性链状结构是最简单的结构，分子中的碳原子以直线连接。

支链状结构则是由一条或多条侧链连接在主链上，增加了分子的复杂性。

环状结构则是由碳原子形成环状结构，在环上可以有不同的官能团。

有机化合物的反应性取决于它们的官能团和反应条件。

常见的有机反应包括取代反应、加成反应、消除反应等。

取代反应是指一个原子或一个基团取代另一个原子或一个基团，例如氯代烃和氢气发生氢代反应。

加成反应是指两个或多个分子结合形成一个新的分子，例如烯烃的加氢反应生成烷烃。

消除反应是指分子内或分子间的原子或基团被移除，例如醇分子失水生成烯烃。

有机化合物的结构和性质之间存在着密切的关系。

分子结构的改变会导致性质的变化。

例如，取代烷烃的取代基越多，其溶解度越大，反应性也会发生变化。

此外，分子结构的不对称性也会影响分子的性质，例如具有手性的分子可能会显示旋光性。

总之，有机化合物具有多样的结构和性质，这使得有机化学成为化学学科中一个重要的分支，有机化合物也广泛应用于各个领域，如药物、染料、塑料等。

对于研究有机化合物的结构和性质有深入的了解，对于开发新的化合物和应用具有重要意义。

有机化合物的结构和性质结构上，有机化合物的碳原子可以形成多种不同的化学键，如单键、双键、三键等。

这些不同的化学键使得有机化合物的结构多样且复杂，从而决定了其独特的性质。

另外，有机化合物可以存在不同的立体异构体，即同一分子式但空间构型不同的化合物，这使得有机化合物具有更加多样化的性质。

1.醇类：醇是含有羟基(-OH)的有机化合物。

它们的结构特点是一个或多个羟基连接到碳原子上。

醇可以分为一元醇、二元醇、三元醇等，其物理性质和化学性质差异较大。

一般来说，醇的物理性质受糖环的影响，较低的一元醇具有较低的沸点和溶解度。

2.醛与酮：醛和酮是含有羰基(C=O)的有机化合物。

醛的羰基直接连接到一个碳原子，而酮的羰基连接在碳链的中间位置。

醛和酮的物理性质与其分子大小、极性和氢键形成能力有关。

而醛和酮的化学性质主要表现为羰基亲核反应和缩合反应。

3.酸和酐：酸是含有羧基(COOH)的有机化合物，酐是酸的酯化产物。

酸分子中的羧基能够从酸性质和碱性质两个角度来考虑。

它们的酸性质表现为能够给出质子(H+)，而碱性质表现为能够接受质子。

酸与酮和醇反应时，可以形成酯化产物。

4.烃类：烃是由碳和氢元素组成的化合物。

根据分子内部的碳碳键情况，可以分为脂肪烃和环烃两类。

脂肪烃为直链或支链状结构，环烃由碳原子组成环状结构。

烃类物质通常无色、无味，可燃，且不溶于水。

5.酚类：酚是含有苯环上一个或多个羟基(-OH)的有机化合物。

酚由于芳香性质和羟基的存在，具有较高的化学活性。

酚类化合物可以通过取代反应和缩合反应进行各种化学反应。

除了以上所述的有机化合物，还有酮、酯、醚、胺、醚酮、醚醇等多种结构的有机化合物都具有不同的结构和性质。

有机化合物以其多样性、复杂性和多功能性而成为化学研究和工业应用的基础。

高中化学：有机化合物的结构和性质一、碳原子的成键方式1、单键、双键、叁键依据成键两原子间共用电子的对数，可以将共价键分为单键、双键和叁键。

两原子间共用一对电子的共价键称为单键，如C—C、C—O、C—H；两个原子间共用两对电子的共价键称为双键，如C＝C、C＝O；两原子间共用三对电子的共价键称为叁键，如C≡C、C≡N。

甲烷分子为正四面体构型，中心碳原子与4个氢原子形成4个C—H单键，任意两个键之间的夹角都是109.5°。

烷烃分子中的碳原子与其它原子形成4个单键，键角接近109.5o，所以烷烃分子中的碳链是折线型的结构。

乙烯是平面型分子，分子中存在C＝C双键，2个碳原子和4个氢原子共平面。

双键不能转动，双键碳上连接的原子始终与双键共平面，也与碳碳双键周围的氢原子共平面，相邻两个键的键角约为120°。

乙炔是直线型分子，分子中2个碳原子和2个氢原子处于同一条直线上，分子中存在C≡C叁键，相邻键的键角为180°。

形成叁键的碳原子以及与之直接相连的原子共线。

键参数——表征化学键性质的物理量，如键能、键角、键长、键的极性等键长：成键两原子的原子核间的距离。

键角：分子中一个原子与另外两个原子形成的两个共价键之间的夹角。

键能：以共价键结合的气态下的分子，断开单位物质的量的某键时所吸收的能量。

一般键长越短，键能越大，化学键越稳定。

比较各键键能，双键与叁键键能是单键键能的二倍和三倍吗？为什么呢？乙烯和乙炔化学性质活泼，是因为只需要较小的能量就能使双键中的一对共用电子或叁键中的两对共用电子断裂。

双键和叁键中存在容易断裂的不稳定的——π键。

认识σ键、π键和大π键原子轨道重叠形成共价键，“头碰头”式重叠形成σ键，“肩并肩”式重叠形成π键。

σ键比ｓ键比π键重叠程度大，键能高，更稳定。

两个碳原子间形成单键时，总是形成较稳定的σ键，当两个碳原子形成双键或叁键时，受轨道在空间的延展方向的影响，只能有一对成键轨道以“头碰头”式重叠形成σ键，其他轨道只能以“肩并肩”式重叠形成π键。

第3节烃共轭二烯烃的结构和共轭效应Structures and Conjugative Effects of Conjugated Dienes一、共轭二烯烃的结构在共轭二烯烃中，最简单的是1,3—丁二烯，下面我们就以它为例来说明共轭二烯烃的结构。

根据近代物理方法测定，1,3—丁二烯中碳碳双键的键长是0.135nm,碳碳单键的键长是0。

148 nm，也就是说，它的双键比乙烯的双键（0。

134 nm)长，而单键却比乙烷的单键(0。

154 nm)短.这说明1,3—丁二烯的单、双键较为特殊，键长趋于平均化。

杂化轨道理论认为，在 1，3-丁二烯中，4 个sp2杂化轨道的碳原子处在同一平面上，每个碳原子上未杂化的p 轨道相互平行，且都垂直于这个平面。

这样,在分子中不仅C1、C2和C3、C4间各有一个π键， C2、C3间的p 轨道从侧面也有一定程度的重叠(图1),使4 个p 电子扩展到四个碳原子的范围内运动，每两个碳原子之间都有π 键的性质, 组成一个大π键，这种共轭体系称为π—π 共轭体系。

在共轭体系中，π电子不再局限于成键两个原子之间，而要扩展它的运动范围，这种现象称为电子离域。

电子离域范围愈大，体系的能量愈低，分子就愈稳定.共轭体系的各原子必须在同一平面上,每一个碳原子都有一个未杂化且垂直于该平面的p 轨道，这是形成共轭体系的必要条件。

图 1 1,3—丁二烯分子中π键所在平面与纸面垂直按照分子轨道理论,4 个p 电子可以组成4 个分子轨道，两个成键轨道（ψ1、ψ2）、两个反键轨道（ψ3、ψ4)，如图2。

从图中可以看出，ψ1在键轴上没有节面，而ψ2、ψ3、ψ4各有1 个、2个、3 个节面。

节面上电子云密度等于零，节面数目越多能量越高。

ψ4有3个节面,所有碳原子之间都不起成键作用，是能量最高的强反键；ψ3有2个节面,能量比只有1 个节面的ψ2高，ψ3图2 1,3-丁二烯的原子轨道和π分子轨道图形为弱反键；ψ2为弱成键分子轨道；ψ1没有节面，所有碳原子之间都起成键作用，是能量最低的成键轨道.在基态时，4个p电子都在ψ1和ψ2，而ψ3和ψ4则全空着.另一方面，分子轨道ψ1和ψ2叠加,不但使C1和C2、C3和C4之间的电子密度增加，而且也部分地增大了C2和C3之间电子密度,使之与一般的σ键不同，而且有部分双键的性质。