有机化合物的同分异构现象及结构与性质的关系
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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。
《有机化合物的结构》讲义一、引言有机化合物在我们的日常生活中无处不在,从我们吃的食物到穿的衣物,从使用的药物到工业生产中的材料,都离不开有机化合物。
要深入理解有机化合物的性质和反应,首先需要了解它们的结构。
二、有机化合物的基本概念有机化合物是指含碳的化合物,但一些简单的含碳化合物如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等通常被归类为无机物。
碳在有机化合物中能够形成四个共价键,这使得碳能够构建出种类繁多、结构复杂的分子。
三、碳原子的成键特点碳原子的最外层有四个电子,它既不容易失去电子,也不容易得到电子,而是通过与其他原子共用电子对来达到稳定的电子构型。
碳原子不仅能与氢、氧、氮、硫等非金属原子形成共价键,还能彼此之间形成共价键。
碳原子之间可以形成单键、双键和三键。
单键是由一对共用电子对形成的,如乙烷中的碳碳单键;双键是由两对共用电子对形成的,如乙烯中的碳碳双键;三键则是由三对共用电子对形成的,如乙炔中的碳碳三键。
四、有机化合物的结构表示方法1、结构式用一条短线表示一个共价键,将有机物分子中的原子及它们之间的化学键都表示出来。
例如,甲烷的结构式为:H|H—C—H|H2、结构简式为了书写方便,将结构式中的一些共价键省略,例如,乙烷的结构简式可以写为 CH₃CH₃。
3、键线式只用键线来表示碳骨架,省略碳原子和氢原子。
例如,丙烷的键线式可以表示为:\/CH₃—CH₂—CH₃五、有机化合物的同分异构现象同分异构现象是指具有相同分子式但结构不同的化合物。
同分异构体可以分为构造异构和立体异构。
1、构造异构(1)碳链异构:由于碳原子的连接顺序不同而产生的异构现象。
例如,正丁烷和异丁烷。
(2)位置异构:官能团在碳链上的位置不同而产生的异构现象。
比如 1-丙醇和 2-丙醇。
(3)官能团异构:具有相同的分子式,但官能团不同。
例如,乙醇和二甲醚。
2、立体异构(1)顺反异构:当双键或环上的两个碳原子所连的原子或基团在空间的排列方式不同时产生的异构现象。
《有机化合物的结构与性质》讲义一、有机化合物的概念在我们的日常生活中,有机化合物无处不在。
从我们吃的食物,如糖类、油脂、蛋白质,到我们穿的衣物,如棉花、聚酯纤维,再到各种药物、塑料、燃料等等,都属于有机化合物的范畴。
那么,到底什么是有机化合物呢?简单来说,有机化合物就是含碳的化合物,但一些简单的含碳化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等,由于它们的性质与无机物相似,通常不被归为有机化合物。
有机化合物的特点通常包括:大多易燃、熔点和沸点相对较低、一般难溶于水而易溶于有机溶剂等。
二、有机化合物的结构1、碳原子的成键特点碳原子在形成有机化合物时,具有独特的成键方式。
碳原子最外层有 4 个电子,它既可以与其他原子形成 4 个共价键,也可以形成双键或三键。
例如,在甲烷(CH₄)中,碳原子与 4 个氢原子分别形成单键;在乙烯(C₂H₄)中,碳原子之间形成双键;在乙炔(C₂H₂)中,碳原子之间形成三键。
这种成键的多样性,为有机化合物的丰富结构和多样性质奠定了基础。
2、有机化合物的结构表示方法为了清晰准确地表示有机化合物的结构,我们有多种方法。
结构式,它能清楚地展示出原子之间的连接顺序和共价键的类型。
结构简式,是将结构式中的一些共价键省略,比如将碳氢键省略。
键线式,只用线段来表示碳碳键,省略碳原子和氢原子。
3、同分异构体同分异构体是有机化学中的一个重要概念。
具有相同分子式但结构不同的化合物互为同分异构体。
同分异构现象分为碳链异构、位置异构和官能团异构等。
比如,正丁烷和异丁烷是碳链异构;1-丁烯和 2-丁烯是位置异构;乙醇和二甲醚则是官能团异构。
同分异构体的存在,使得有机化合物的种类变得极为丰富。
三、有机化合物的性质1、物理性质有机化合物的物理性质与其结构密切相关。
相对分子质量较小的醇、醛、羧酸等易溶于水,而随着碳链的增长,溶解性逐渐降低。
在熔沸点方面,一般来说,同类有机化合物,相对分子质量越大,熔沸点越高。
对于同分异构体,支链越多,熔沸点越低。
有机化合物的结构特点【学习目标】1、通过有机物中碳原子的成键特点,了解有机物存在异构现象是有机物种类繁多的原因之一;2、掌握同分异构现象的含义,能判断简单有机物的同分异构体,初步学会同分异构体的书写、【要点梳理】要点一、有机化合物中碳原子的成键特点1、碳元素位于第二周期ⅣA族,碳原子的最外层有4个电子,特别难得到或失去电子,通常以共用电子对的形式与其他原子形成共价键,达到最外层8个电子的稳定结构。
说明:依照成键两原子间共用电子的对数,可将共价键分为单键、双键和三键、即成键两原子间共用一对电子的共价键称为单键,共用两对电子的共价键称为双键,共用三对电子的共价键称为三键。
2、由于碳原子的成键特点,在有机物分子中,碳原子总是形成4个共价键,每个碳原子不仅能与氢原子或其他原子(如氧、氯、氮、硫等)形成4个共价键,而且碳原子之间能够形成单键(C—C)、双键(C=C)、三键(C≡C)。
多个碳原子能够相互结合成长短不一的碳链,碳链也能够带有支链,还能够结合成碳环,碳链与碳环也能够相互结合,因此,含有原子种类相同,每种原子数目也相同的分子,其原子估计具有多种不同的结合方式,形成具有不同结构的分子。
说明:(1)在有机物分子中,碳原子仅以单键与其他原子形成4个共价键,如此的碳原子称为饱和碳原子,当碳原子以双键或三键与其他原子成键时,如此的碳原子称为不饱和碳原子。
(2)同种元素的原子间形成的共价键称为非极性键,不同种元素的原子间形成的共价键称为极性键。
共价键的极性强弱与两个成键原子所属元素的电负性差值大小有关,电负性差值越大,键的极性就越强、3、表示有机物的组成与结构的几种图式。
种类实例含义应用范围化学式CH4C2H2(甲烷) (乙炔) 用元素符号表示物质分子组成的式子。
可反映出一个分子中原子的种类和数目多用于研究分子晶体最简式(实验式) 乙烷最简式为CH3,C6H12O6的最简式为CH2O①表示物质组成的各元素原子最简整数比的式子②由最简式可求最简式量①有共同组成的物质②离子化合物、原子晶体常用它表示组成电子式用小黑点等记号代替电子,表示原子最外层电子成键情况的式子多用于表示离子型、共价型的物质结构式①具有化学式所能表示的意义,能反映物质的结构②表示分子中原子的结合或排列顺序的式子,但不表示空间构型①多用于研究有机物的性质②能反映有机物的结构,有机反应常用结构式表示结构简式(示性式) CH3-CH3(乙烷)结构式的简便写法,着重突出结构特点(官能团)同“结构式”①球棍模型小球表示原子,短棍表示价键用于表示分子的空间结构(立体形状)比例模型用不同体积的小球表示不同原子的大小用于表示分子中各原子的相对大小和结合顺序特别提示:(1)写结构简式时,同一碳原子上的相同原子或原子团能够合并,碳链上直截了当相邻且相同的原子团亦能够合并,如有机物也可写成(CH3)3C(CH2)2CH3、(2)有机物的结构简式只能表示有机物中各原子的连接方式、并不能反映有机物的真实结构。
同分异构现象概念同分异构现象是指化合物具有相同的分子式,但结构不相同的现象。
这种具有相同的分子式而结构不相同的有机化合物称为同分异构体。
同分异构现象通常把由于分子中原子之间连接的方式或次序不同而引起的异构现象称为构造异构。
烷烃的构造异构是由碳原子之间的连接方式或次序不同面引起的,这种异构又称为碳链异构。
同分异构现象中,随着烷[wán]烃分子中碳原子数的增加,碳原子间就有更多的连接方式,异构体的数目也随之增加。
类型常见的异构类型分为两大类:构型异构1.构造异构:(1).碳链异构由于分子中碳链形状不同而产生的异构现象.如正丁烷和异丁烷.(2).位置异构由于取代基或官能团在碳链上或碳环上的位置不同而产生的异构现象.如: 1-甲基丁炔与2-甲基丁炔1-甲基丙醇与 2-甲基丙醇(3).官能团异构分子中由于官能团不同而产生的异构现象。
如:单烯烃与环烷烃,醇与醚,醛与酮[tóng],炔烃与二烯烃,酯[zhǐ]和羧酸,酚和芳香醇.(4).互变异构2.立体异构:结构相似,但由于微小偏差导致结构不同。
具体又可分为构型异构和构象异构构型异构:(1).几何异构:立体异构的一种,由于双键不能自由旋转引起的,一般指烯烃的双键或多取代环烃的取代基位于环的不同侧的同分异构。
也叫顺反异构,环烃中亦可出现几何异构。
(2).对映异构:互为物体与镜像关系的立体异构体,称为对映异构体 (简称为对映体). 对映异构体都有旋光性,其中一个是左旋的,一个是右旋的. 所以对映异构体又称为旋光异构体. 简单的说也就是两个异构体之间的关系就如同一个物体的立体结构在照镜子,这个立体结构和它在镜子中的像互为对映异构体。
构象异构(1).交叉式构象(对位交叉式内能最低)(2).重叠式构象(全重叠式内能最高)【注意】(1)同分异构现象主要表现在有机物中(2)两化合物互为同分异构体的条件有二:1,两者分子式应相同2.两者结构应不同(3)两化合物互为同分异构体,其物理性质肯定不同,但化学性质有的相似(如正丁烷和异丁烷),有的不同(如乙醇和二甲醚)(4)两化合物互为同分异构体,则两化合物的相对分子质量及各元素的组成(含量)必然相同,但相对分子质量相同的两化合物不一定是同分异构体(如CO和C2H4不是同分异构体)原子间连接方式不同引起的异构现象(键合异构,电离异构,水合异构,配位异构,配位位置异构,配位体异构),电离异构,水合异构,配位异构是由于离子在内外界分配不同或配位体在配位阳、阴离子间分配不同所形成的结构异构体,它们的颜色及化学性质均不相同。
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。
有机化合物的同分异构与构造异构有机化合物是由碳元素构成的化合物,具有丰富多样的结构和性质。
在有机化学中,同分异构和构造异构是两个重要的概念。
本文将详细介绍有机化合物的同分异构和构造异构,并探讨它们的区别和应用。
一、同分异构同分异构是指分子式相同但结构和性质不同的有机化合物。
同分异构分为结构同分异构和功能性同分异构两种形式。
1. 结构同分异构结构同分异构是指分子式相同但结构不同的有机化合物。
这种异构体在结构上的差异主要体现在碳原子的排列顺序或立体构型的不同上。
例如,丙醇和异丙醇,它们的分子式均为C3H8O,但结构不同。
丙醇的结构式为CH3CH2CH2OH,而异丙醇的结构式为(CH3)2CHOH。
2. 功能性同分异构功能性同分异构是指分子式相同但官能团位置不同的有机化合物。
官能团是指分子中的化学活性团,如羟基(-OH)、酮基(-C=O)等。
通过移动官能团的位置,可以得到不同的同分异构体。
例如,丙醇和丙酮,它们的分子式均为C3H6O,但官能团位置不同。
丙醇的结构式为CH3CH2CH2OH,而丙酮的结构式为CH3COCH3。
二、构造异构构造异构是指分子式相同但连接方式不同的有机化合物。
构造异构分为链式异构、位置异构、环式异构和功能组异构四种形式。
1. 链式异构链式异构是指有机化合物分子中主链连接方式不同的异构体。
这种异构体的不同之处在于碳原子的连接方式不同。
例如,戊烷和异戊烷,它们的分子式均为C5H12,但主链连接方式不同。
戊烷的结构式为CH3CH2CH2CH2CH3,而异戊烷的结构式为CH3CH(CH3)CH2CH3。
2. 位置异构位置异构是指有机化合物分子中同种官能团连接位置不同的异构体。
它们的分子式相同,但官能团连接的碳原子位置不同。
例如,取代苯胺和间苯胺,它们的分子式均为C6H5NH2,但取代基连接的碳原子位置不同。
取代苯胺的结构式为C6H5NH2,而间苯胺的结构式为C6H4NH2CH3。
3. 环式异构环式异构是指有机化合物分子中环的连接方式不同的异构体。
有机化学中的同分异构现象及同分异构体有机化学中,同分异构指的是分子式相同但结构不同的化合物现象。
同分异构体则是指这些化合物,它们的分子式相同,但是它们的化学性质和物理性质可能有明显的差异。
同分异构现象的产生原因是因为有机化合物的分子由于其碳原子的能力可以形成不同的连接方式,从而导致分子结构和化学性质上的差异。
其中比较常见的同分异构现象包括:
1.位置异构:分子中相同的官能团在分子中的位置不同。
2.链异构:分子中的碳骨架有不同的长度或不同的分支方式。
3.功能异构:分子中的官能团种类相同,但在官能团内部的键的连接方式不同。
4.对映异构:分子中存在非对称碳原子,使得分子具有左右手对称性质,形成手性异构体。
同分异构体常常会导致化学反应的不同,例如一些药物的同分异构体具有不同的药理作用,因此在药物研发和制造中需要特别注意。
此外,同分异构体还广泛应用于工业和生物化学领域。
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《有机化合物的结构与性质》知识清单一、有机化合物的定义与分类有机化合物,简称有机物,是指含碳的化合物,但一些简单的含碳化合物,如一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐等,由于它们的性质与无机物相似,通常被归为无机物。
有机物的分类方式多种多样。
按照碳骨架的结构,可以分为链状有机物和环状有机物;按照官能团的不同,又可以分为烃(只含碳和氢两种元素的有机物)和烃的衍生物(烃分子中的氢原子被其他原子或原子团所取代而生成的一系列化合物)。
常见的官能团有羟基(OH)、醛基(CHO)、羧基(COOH)、酯基(COO)、醚键(O)、卤素原子(X,X 代表氟、氯、溴、碘等)等。
二、有机化合物的结构1、碳原子的成键特点碳原子最外层有 4 个电子,不易失去或得到电子形成离子,而是通过共价键与其他原子结合。
碳原子之间可以形成单键、双键和三键,也可以形成链状或环状结构。
2、同分异构体同分异构体是指具有相同分子式但结构不同的化合物。
同分异构现象分为碳链异构、位置异构和官能团异构等。
例如,正丁烷和异丁烷是碳链异构,1-丁烯和 2-丁烯是位置异构,乙醇和二甲醚是官能团异构。
3、有机物的空间结构甲烷是正四面体结构,乙烯是平面结构,乙炔是直线结构。
苯分子中的 6 个碳原子和 6 个氢原子都在同一平面上,是一个平面正六边形结构。
4、有机化合物的表示方法有机物的表示方法有结构式、结构简式、键线式等。
结构式能完整地表示出分子中每个原子的成键情况;结构简式则是在结构式的基础上省略一些价键;键线式用线段表示碳碳键,端点和转折点表示碳原子。
三、有机化合物的性质1、物理性质有机物的物理性质包括状态、颜色、气味、溶解性、密度、熔点和沸点等。
一般来说,随着碳原子数的增加,有机物的沸点和熔点逐渐升高。
在常温下,碳原子数小于 4 的烃为气态,大于 4 则为液态或固态。
大多数有机物难溶于水,易溶于有机溶剂。
2、化学性质(1)氧化反应有机物可以发生燃烧等氧化反应。
例如,烃类在氧气中完全燃烧生成二氧化碳和水。
有机化学中的同分异构体分子结构的差异和性质的变化同分异构体是有机化学中常见的现象,指的是分子结构相同但空间构型不同的化合物。
同分异构体的存在使得有机化学家们可以研究和理解分子结构对化合物性质的影响。
本文将探讨同分异构体的分子结构差异以及由此引起的性质的变化。
一、构象异构体构象异构体是同分异构体的一种形式,它们的分子结构相同,但是空间构型不同。
构象异构体的存在主要是由于化学键的自由旋转。
在构象异构体中,化学键的旋转不会破坏分子的键合关系,因此分子结构保持不变。
常见的构象异构体包括顺式异构体和反式异构体。
顺式异构体是指在分子中两个取代基位于同一侧。
这种构象异构体的特点是键角较小,分子有较高的扭转能。
反式异构体则是指在分子中两个取代基位于对立的两侧。
反式异构体的特点是键角较大,分子较为线性。
构象异构体的分子结构差异导致了一系列性质的变化。
例如,在化学反应中,顺式异构体和反式异构体可能表现出不同的反应活性。
此外,构象异构体的物理性质,如熔点、沸点和溶解度,也可能存在明显的差异。
二、式异构体式异构体是同分异构体的另一种形式,它们的分子结构相同,但是化学键的连接方式不同。
式异构体的存在是由于取代基在分子中的位置发生了改变。
常见的式异构体包括链式异构体和环式异构体。
链式异构体是指取代基在碳链上的位置发生了改变。
这种式异构体的特点是主链长度不变,但取代基的位置不同。
环式异构体则是指分子中存在环状结构。
这种式异构体的特点是碳链自身形成了环状结构,取代基以某种方式连接在环上。
式异构体的分子结构差异可能导致性质的变化。
例如,在酮类化合物中,取代基的位置不同可能对反应活性和化学稳定性产生影响。
此外,式异构体的空间排列方式也可能影响其光学活性。
三、立体异构体立体异构体是同分异构体中最为复杂的一类。
它们的分子结构相同,但是空间构型不同且不能通过化学键的旋转或取代基位置的改变来相互转化。
立体异构体主要涉及手性,即分子或离子无法与其镜像重叠。
第2课时有机化合物的同分异构现象及结构与性质的关系1.理解同分异构现象与同分异构体。
(重难点)2.掌握有机化合物结构与性质的关系。
(重点)有机化合物的同分异构现象[基础·初探]1.同分异构体分子式相同而结构不同的有机化合物,互为同分异构体。
2.同分异构体的类型(1)相对分子质量相同的两种化合物互为同分异构体。
( )(2)H2O和H2O2互为同分异构体。
( )(3)同分异构体之间的转化属于化学变化。
( )(4)同系物之间可以互为同分异构体。
( )【提示】(1)×(2)×(3)√(4)×[核心·突破]1.同分异构体的书写(1)以C7H16为例书写烷烃同分异构体【特别提醒】1.烷烃的同分异构体只有碳骨架异构,CH4、C2H6、C3H8不存在同分异构体。
2.检查书写的同分异构体是否重复时,可先命名,若名称不重复,则书写不重复。
2.同分异构体数目的判断方法(1)基元法记住常见烃基的异构体种数,可快速判断含官能团有机化合物同分异构体的数目。
-C3H7有两种,-C4H9有4种,-C5H11有8种,如C4H9Cl、C4H9OH、C4H9-CHO等各有4种同分异构体。
(2)换元法如:若C3H8的二氯代物有四种同分异构体,则其六氯代物的同分异构体也为四种(H和Cl相互替代)。
(3)定一(或二)移一法对于二元取代物的同分异构体的判定,可固定一个取代基位置,再移动另一取代基,以确定同分异构体数目。
(4)对称法(又称等效氢法)等效氢法的判断可按下列三点进行:①同一甲基上的氢原子是等效的。
②同一碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的。
③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时,物与像的关系)[题组·冲关]题组1 同分异构体的判断1.下列各组有机物中,互为同分异构体的是( )【解析】苯分子中的碳碳键都是相同的独特的键,因此A中两结构表达式表示的是同一物质;对于选项D,由于甲烷分子是正四面体形结构,因此两结构表达式同样表示的是同一种物质;对于选项C易判断是同一物质。
【答案】 B2.氰酸铵(NH4OCN)与尿素[CO(NH2)2]( )A.都是共价化合物B.都是离子化合物C.互为同分异构体D.互为同素异形体【解析】氰酸铵是离子化合物,尿素是共价化合物,它们的分子式相同,结构不同,是同分异构体的关系。
【答案】 C3.下列各组物质不属于同分异构体的是( )【导学号:04290011】【解析】甲基丙烯酸分子式为C4H6O2,甲酸丙酯(HCOOC3H7)分子式为C4H8O2,故二者不属于同分异构体。
【答案】 D4.下列物质属于碳骨架异构的是________(填字母,下同),属于官能团类型异构的是________。
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2B.CH2===CHCH2CH3和CH3CH===CHCH3C.CH3CH2OCH3和CH3OCH2CH3D.CH3CH2CH2COOH和CH3COOCH2CH3【答案】 A D题组2 同分异构体数目的判断5.四联苯的一氯代物有( )A.3种B.4种C.5种D.6种【解析】推断有机物一氯代物的种数需要找中心对称线,四联苯是具有两条对称轴的物质,即,在其中的一部分上有几种不同的氢原子(包括对称轴上的氢原子),就有几种一氯代物,四联苯有5种不同的氢原子,故有5种一氯代物。
【答案】 C6.下列化合物中同分异构体数目最少的是( )A.戊烷B.戊醇C.戊烯D.乙酸乙酯【解析】A.戊烷有3种同分异构体:CH3CH2CH2CH2CH3、(CH3)2CHCH2CH3和(CH3)4C。
B.戊醇可看作C5H11—OH,而戊基(—C5H11)有8种结构,则戊醇也有8种结构,属于醚的还有6种。
C.戊烯的分子式为C5H10,属于烯烃类的同分异构体有5种:CH2===CHCH2CH2CH3、CH3CH===CHCH2CH3、CH2===C(CH3)CH2CH3、CH2===CHCH(CH3)2、CH3CCH3CHCH3,属于环烷烃的同分异构体有5种:、、、、。
D.乙酸乙酯的分子式为C4H8O2,其同分异构体有6种:HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2、CH3COOCH2CH3、CH3CH2COOCH3、CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH。
【答案】 A7.分子式为C5H11Cl的同分异构体共有(不考虑立体异构)( )A.6种B.7种C.8种D.9种【答案】 C8.用相对分子质量为43的烷基取代甲苯苯环上的一个氢原子,所得的芳香烃产物数目为( )A.3种B.4种C.5种D.6种【答案】 D有机化合物结构与性质的关系[基础·初探]1.官能团与有机化合物性质的关系(1)关系一种官能团决定一类有机化合物的化学特性。
(2)原因①有些官能团中含有极性较强的共价键,易发生相关的化学反应,如乙醇中的羟基。
②有些官能团中含有不饱和碳原子,易发生相关的化学反应,如双键和叁键易于发生加成反应。
(3)应用可以根据有机化合物官能团中碳原子的饱和程度、键的极性强弱来推测该物质可能发生的化学反应。
2.不同基团间的相互影响与有机化合物性质的关系(1)由于甲基的影响,甲苯比苯更易发生取代反应。
(2)酸和醇、醇和酚、醛和酮之所以化学性质不同,主要是因为相同官能团连接的其他基团不同引起的。
乙烷(CH3—CH3)与甲苯()分子中都存在甲基,但CH3CH3与酸性KMnO4溶液不反应,却可被酸性KMnO4溶液氧化为,这是为什么?【提示】虽然乙烷与甲苯分子中有相同的原子团——甲基,但乙烷中甲基与另一甲基相连,甲苯中甲基与苯基相连,由于二者对甲基影响不同,甲苯中甲基更活泼,易被氧化。
[核心·突破]1.官能团与有机化合物性质的关系(1)官能团中键的极性与有机化合物性质的关系一般来说,官能团所含键的极性越强,键的活泼性也越强。
例如:①醇分子羟基中的H-O键的极性明显比其他化学键强,因此羟基成为醇分子中最活泼的基团,从而决定了醇的化学特性。
②乙酸分子羧基中的H-O键、C-O键的极性都比较强,因此它们比较活泼,在乙酸与活泼金属的反应中,是H-O键断裂,而在乙酸与乙醇的酯化反应中,是C-O键断裂。
③在乙酸乙酯水解时,酯基中的C-O键断裂,也与其极性较强有关。
(2)碳原子的饱和程度与有机化合物性质的关系①饱和碳原子相对稳定:烷烃中的化学键相对牢固,不太容易断裂。
因此,烷烃性质相对稳定,不能发生加成反应,也不能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
②不饱和碳原子相对活泼:烯烃、炔烃中的碳碳双键和碳碳叁键比较活泼,既容易发生加成反应,也容易被酸性高锰酸钾溶液氧化。
(3)如果有机化合物中有多种基团,它们之间存在着相互影响,会使有机化合物表现出一些其他特性。
2.不同基团间的相互影响与有机化合物性质的关系实例原因甲苯比苯容易发生取代反应甲基对苯环的影响,使苯环上某些氢原子易被取代醇、酚化学性质不同与羟基相连的烃基不同醛和酮化学性质不同醛中羰基连有氢原子,酮中羰基不连氢原子[题组·冲关]题组1 官能团与有机物性质的关系1.分枝酸可用于生化研究,其结构简式如图。
下列关于分枝酸的叙述正确的是( )A.分子中含有2种官能团B.可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同C.1 mol分枝酸最多可与3 mol NaOH发生中和反应D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同【解析】A.分子中含有4种官能团:羧基、羟基、碳碳双键、醚键。
B.可与乙醇、乙酸发生取代反应。
C.1 mol 分枝酸最多可与2 mol NaOH发生中和反应,因为分子中只有2个羧基。
D.可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,但反应原理不相同,使溴的四氯化碳溶液褪色是加成反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色是氧化反应。
【答案】 B2.下列各组中的物质均能发生加成反应的是( )【导学号:04290012】A.乙烯和乙醇B.苯和氯乙烯C.乙酸和溴乙烷D.丙烯和丙烷【解析】A项中,乙烯中有键,能发生加成反应,乙醇中没有不饱和键,不能发生加成反应。
B项中,苯和氯乙烯都含有不饱和键,都能发生加成反应。
C项中,乙酸和溴乙烷都不能发生加成反应。
D项中,丙烯中含有键,能发生加成反应,丙烷中没有不饱和键,不能发生加成反应。
【答案】 B3.2015年10月,中国药学家屠呦呦获得了诺贝尔生理学或医学奖,获奖理由是“因为发现青蒿素——一种用于治疗疟疾的药物,挽救了全球特别是发展中国家的数百万人的生命”。
如图是青蒿素的结构简式,下列有关青蒿素的说法中不正确的是( )A.青蒿素的分子式为C15H22O5B.青蒿素有OO键,具有较强的氧化性C.青蒿素易溶于水、乙醇、苯D.青蒿素在碱性条件下易发生水解【解析】A项,根据青蒿素的结构简式判断其分子式为C15H22O5,正确;B项,青蒿素分子中含有-O-O-键,具有较强的氧化性,正确;C项,该有机物含有较多憎水基,难溶于水,错误;D项,青蒿素分子中含有-COO-,可在碱性条件下发生水解,正确。
【答案】 C题组2 有机物中不同基团的相互影响4.下列说法正确的是( )A.甲醇与乙醇的官能团都是羟基,它们具有完全相同的性质B.甲苯与苯互为同分异构体,它们具有相似的性质C.烯烃的官能团是碳碳双键,任何烯烃在一定条件下都能发生加成反应D.乙醛、丙酮、乙酸中都含有羰基,它们具有相似的化学性质【解析】官能团决定有机化合物的性质,烯烃因为含有碳碳双键而能发生加成反应,C正确;甲醇与乙醇都含有羟基,也具有相似的化学性质,但由于与羟基相连的基团不同,对羟基的影响不同,它们的性质也不是绝对相同的,如:乙醇是酒的主要成分之一,而如果其中混有甲醇,就会发生中毒事件,A错误;甲苯与苯都含有苯环,受甲基的影响,二者的性质不完全相同,但可认为具有相似的化学性质,但是二者的关系应该是互为同系物,B错误;乙醛、丙酮、乙酸中虽然都含有羰基,但其中的羰基连有的原子或原子团不相同,性质也有很大差别,D错误。
【答案】 C5.有机物分子中原子间(或原子与原子团间)的相互影响会导致物质化学性质不同。
下列各项事实不能说明上述观点的是 ( )A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液退色,而甲烷不能使酸性高锰酸钾溶液退色B.乙烯能发生加成反应而乙烷不能发生加成反应C.苯酚能和氢氧化钠溶液反应,而乙醇不能和氢氧化钠溶液反应D.丙酮(CH3COCH3)分子中氢原子比乙烷分子中氢原子更容易被卤原子取代【解析】甲苯分子中苯环使甲基活性增强,可以被酸性KMnO4溶液氧化,苯酚分子中苯环使羟基活性增强,丙酮分子中羰基使甲基活性增强,都说明原子团间的相互影响;B项中乙烯能发生加成反应是因为存在,故B项不能证明上述观点。