第3章 有机化合物的同分异构1
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有机化合物的同分异构与结构特点有机化合物是由碳原子与氢、氧、氮等元素组成的化合物。
在有机化学中,同分异构是指同一种化学式但结构不同的化合物。
同一种化学式的有机化合物可以有多个不同结构的同分异构体。
同分异构体的存在使得有机化合物的种类变得非常丰富,给有机化学研究带来了挑战。
一、同分异构的分类1. 构造异构:即同一种化学式的有机化合物分子结构不同。
包括链式异构、环式异构、官能团位置异构等。
2. 空间异构:即同一种化学式的有机化合物空间结构不同。
包括手性异构和顺反异构。
二、同分异构的原因同分异构体的存在是由于碳原子的四价性和形成共价键的能力。
碳原子可以形成单、双、三键,以及与其他原子形成多种不同的键型和键数,这为同分异构的存在提供了可能。
1. 构造异构的原因:构造异构是由于碳原子能形成不同的键型和键数,从而导致化合物分子结构不同。
例如,在同分子式的有机化合物中,碳原子的连接方式和官能团位置不同,会导致化合物的结构不同。
2. 空间异构的原因:空间异构是由于碳原子的四个键所连接的原子或官能团的空间排列方式不同。
例如,手性异构体的存在是由于碳原子与四个不同官能团连接而成的手性中心可以有两种不同的空间排列方式。
三、同分异构的实例1. 构造异构的实例:(1) 甲醇与乙醇:它们的分子式均为C2H6O,但结构不同。
甲醇的结构是CH3OH,乙醇的结构是C2H5OH。
(2) 正丁烷与异丁烷:它们的分子式均为C4H10,但结构不同。
正丁烷的结构是CH3CH2CH2CH3,异丁烷的结构是CH3CH(CH3)CH3。
2. 空间异构的实例:(1) 朗得尔酸和菲森酸:它们的分子式均为C4H4O4,但空间结构不同。
朗得尔酸的两个羧基位于同一平面,菲森酸的两个羧基位于不同平面。
(2) 丙二酮和己二酮:它们的分子式均为C4H6O2,但空间结构不同。
丙二酮的两个羰基位于同一平面,己二酮的两个羰基位于不同平面。
四、同分异构的意义同分异构体的存在对有机化学的研究和实际应用有着重要意义。
第2课时有机化合物中的共价键和同分异构现象[核心素养发展目标]1.了解有机化合物中共价键的类型,理解键的极性与有机反应的关系。
2.理解有机化合物的同分异构现象,学会同分异构体的书写方法,能判断有机物的同分异构体。
一、有机化合物中的共价键1.共价键的类型一般情况下,有机化合物中的单键是σ键,双键中含有一个σ键和一个π键,三键中含有一个σ键和两个π键。
2.共价键对有机化合物性质的影响(1)共价键的类型对有机化合物性质的影响π键的轨道重叠程度比σ键的小,比较容易断裂而发生化学反应。
例如乙烯和乙炔分子的双键和三键中含有π键,都可以发生加成反应,而甲烷分子中含有C—H σ键,可发生取代反应。
(2)共价键的极性对有机化合物性质的影响共价键的极性越强,在反应中越容易发生断裂,因此有机化合物的官能团及其邻近的化学键往往是发生化学反应的活性部位。
实验探究实验操作:向两只分别盛有蒸馏水和无水乙醇的烧杯中各加入同样大小的钠(约绿豆大)现象解释结论两只烧杯中均有气泡产生,乙醇与钠反应缓慢,蒸馏水与钠反应剧烈乙醇可以与钠反应产生氢气,是因为乙醇分子中的氢氧键极性较强,能够发生断裂。
用方程式可表示为:―→+H 2↑相同条件下,乙醇与钠反应没有水与钠反应的剧烈,是由于乙醇分子中氢氧键的极性比水分子中氢氧键的极性弱基团之间的相互影响使得官能团中化学键的极性发生变化,从而影响官能团和物质的性质另外,由于羟基中氧原子的电负性较大,乙醇分子中的碳氧键极性也较强,也可断裂,如乙醇与氢溴酸的反应:。
(1)σ键比π键牢固,所以不会断裂()(2)甲烷分子中只有C—H σ键,只能发生取代反应()(3)乙烯分子中含有π键,所以化学性质比甲烷活泼()(4)乙酸与钠反应比水与钠反应更剧烈,是因为乙酸分子中氢氧键的极性更强()答案(1)×(2)×(3)√(4)√1.某有机物分子的结构简式为,该分子中有8个σ键,2个π键,有(填“有”或“没有”)非极性键。
第2课时烷烃[目标导航]1。
了解烷烃的概念、通式及结构特点。
2.了解烷烃的物理性质和化学性质。
3。
了解简单烷烃的命名.4。
知道同系物、同分异构体的概念,并会判断及书写简单烷烃的同分异构体。
一、烷烃1.分子结构特点2.物理性质(1)递变规律(随碳原子数n递增)(2)相似性烷烃均难溶于水,相对密度均小于1.3.化学性质(与CH4相似)(1)稳定性在通常情况下,烷烃比较稳定,跟强酸、强碱、酸性高锰酸钾溶液等都不起反应.(2)燃烧反应烷烃燃烧通式:C n H2n+2+错误!O2错误!n CO2+(n+1)H2O。
(3)取代反应烷烃能与氯气等卤素单质在光照条件下发生取代反应,如乙烷与氯气光照时生成一氯乙烷的化学方程式为:C2H6+Cl2C2H5Cl +HCl。
4.习惯命名法(1)表示(2)举例:C6H14命名为己烷,C18H38命名为十八烷。
(3)碳原子数n相同结构不同时,用正、异、新表示,如C4H10的两种分子的命名:无支链时,CH3CH2CH2CH3:正丁烷。
有支链时,:异丁烷。
【议一议】1.判断正误(1)烷烃的分子通式是C n H2n+2(n≥1),但符合通式C n H2n+2的不一定是烷烃.()(2)烷烃的特征性质是能与卤素单质发生取代反应。
()(3)烷烃性质稳定,不能使酸性KMnO4溶液褪色。
()答案(1)×(2)√(3)√2.多碳原子烷烃(如CH3CH2CH2CH2CH3)分子中,碳原子是直线形吗?答案烷烃分子中的碳原子以单键与其他原子相连,因此与之成键的4个原子构成四面体结构。
碳原子一定不在同一直线上,直链烷烃中碳原子的排列呈锯齿状。
二、同系物同分异构体1.同系物(1)特点:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质。
(2)实例:CH4、CH3CH3、CH3CH2CH3等烷烃互为同系物。
提示①同系物具有相同的通式,但是通式相同的有机物不一定互为同系物,同系物的前提是同一类物质且分子组成上相差一个或若干个CH2原子团。