专题1.2 有机化合物的结构特点
【学习目标】
1.了解有机化合物中碳原子的成键特点,理解有机物种类繁多的原因。
2.通过对典型实例的分析,了解有机化合物存在同分异构现象,能判断简单有机化合物的同分异构体
【自主预习】
1.碳原子最外层有4个电子,不易失去或获得电子,1个碳原子可以跟其他非金属原子形成4个共价键,碳原子之间也能以共价键相结合,形成_______键、_______键、_______键,连接成稳定的长短不一的碳链或碳原子数目不等的碳环,从而导致有机物的种类繁多,数量庞大。
2.有机化合物的组成、结构可以用结构式、结构简式和键线式表示。有机物分子中原子间的一对共用电子用_____根短线表示,将有机物分子中的原子连接起来,称为________,如果省略碳碳单键或碳氢单键等短线,称为___________。如果将碳、氢元素符号省略,只表示分子中键的连接情况,每个拐点或终点均表示有一个碳原子,称为___________。
3.甲烷的分子结构
甲烷分子结构的表示方法
甲烷的分子式___________ 结构式是___________ 结构简式是_____________
甲烷分子中____个碳原子与____个氢原子形成____个共价键,构成以碳原子为中心,四个氢原子位于四个顶点的________立体结构。
4.同分异构现象和同分异构体
同分异构现象:具有相同的_________但______不同的现象
产生原因:______不同产生的异构
同分异构现象和同分异构体 碳链异构
例如CH3CH2CH2CH3和_____________
产生原因:_______不同产生的异构
同分异构体 位置异构
例如CH2=CH—CH2—CH3和________
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产生原因:______不同产生的异构
官能团异构
例如CH3CH2OH和_______________
【预习检测】
1.在大多数有机物分子里,碳原子和碳原子、碳原子和其他原子间相结合的化学键是( )
A.都是极性键
B.都是非极性键
C.既有极性键,又有非极性键
D.都是离子键
2.目前已知化合物中数量、品种最多的是IVA碳的化合物(有机化合物),下列关于其原因的叙述中不正确的是 ( )
A.碳原子既可以跟自身,又可以跟其他原子(如氢原子)形成4个共价键
B.碳原子性质活泼,可以跟多数元素原子形成共价键
C.碳原子之间既可以形成稳定的单键,又可以形成稳定的双键和三键
D.多个碳原子可以形成长度不同的链、支链及环,且链、环之间又可以相互结合
3.关于同分异构体的下列说法中正确的是( )
A.结构不同,性质相同,化学式相同的物质互称同分异构体
B.同分异构体现象是导致有机物数目众多的重要原因之一
C.同分异构体现象只存在于有机化合物中
D.同分异构体现象只存在于无机化合物中
【合作探究】
探究活动一
依据碳价理论,运用球棍模型制作C2Hx、C3H6、C5H12可能的分子结构。
【思考交流】由制作的球棍模型推断出碳原子的成键特点是什么?
【归纳整理】机化合物中碳原子的成键特点。
1.当一个碳原子与其他4个原子连接时,这个碳原子将采取四面体取向与之成键。
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2.当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时,形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。
3.当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时,形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。
4.烃分子中,仅以单键方式成键的碳原子称为饱和碳原子;以双键或叁键方式成键的碳原子称为不饱和碳原子。
5. 多个碳原子可以相互结合成长短不一的碳链和碳环,碳链和碳环还可以相互结合。
6. 只有单键可以在空间任意旋转。
【学以致用】
1.下列关于CH3—CH﹦CH—C≡C—CF3分子的结构叙述正确的是( )
A.6个碳原子有可能都在一条直线上
B.6个碳原子不可能都在一条直线上
C.6个碳原子有可能都在一个平面上
D.6个碳原子不可能都在一个平面上
探究活动二:化学中的四同比较
同位素、同素异形体、同系物、同分异构体
同位素
同素异形体
同系物
同分异构体
研究
范围
限制
条件
举例
【学以致用】
2.判断下列说法的正误:
(1)同位素的化学性质几乎相同。( )
(2)相对分子质量相同的几种化合物互为同分异构体。( )
(3)同素异形体之间、同分异构体之间的转化属于物理变化。( )
(4)同系物之间可以互为同分异构体。( )
(5)两个相邻同系物的相对分子质量相差14。( )
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(6)化学式相同,各元素的质量分数也相同的物质是同种物质。( )
3.下列各组物质分别是什么关系?
①CH4与CH3CH3 ②正丁烷与异丁烷 ③金刚石与石墨 ④O2与O3 ⑤11H 与 21H
4.下列各组物质中,哪些属于同分异构体,
① CH3CH2CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)CH2CH3
② CH3CH2CHO和CH3COCH3
③ CH3CH2CH2OH和CH3CH2OCH3
④ CH3CH2CH2OH和CH3CHOHCH3
⑤ CH3CH2OH和CH3OCH2CH3
【思考交流】
以上题目中各物质是什么原因引起的同分异构现象?
【归纳整理】
有机物中同分异构体的类型
a.碳链异构:指碳原子的连接次序不同引起的异构
b.官能团异构:官能团不同引起的异构
c.位置异构:官能团的位置不同引起的异构
【学以致用】
5.下列哪个选项属于碳链异构( )
A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2
B.CH3CH2CH2OH和CH3CHOHCH3
C.CH3CH2OH和CH3OCH3
D.CH3CH2CH2COOH 和CH3COOCH2CH3
探究活动三:
该如何书写已知分子式的有机物的同分异构体,才能不会出现重复或缺漏?如何检验同分异构体的书写是
否重复?
【归纳整理】
链由长到短;支链由整到散; 支链或官能团位置由中到边; 排布对、邻、间。
(注:①支链是甲基则不能放1号碳原子上;若支链是乙基则不能放1和2号碳原子上,依次类推。②可以画对称轴,对称点是相同的。)
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【学以致用】
6.写出几种常见烷烃的同分异构体
丁烷:
戊烷:
己烷:
.
1.能够证明甲烷构型是四面体的事实是( )
A.甲烷的四个键键能相同
B.甲烷的四个键键长相等
C.甲烷的所有C-H键键角相等
D.二氯甲烷没有同分异构体
2.下列化学式表示的物质一定是纯净物的是( )
A.C3H6 B.C4H10 C.C5H12 D.CH2Br2
3.下列各组物质中,属于同分异构体的是( )
C.H3C—CH2—CH2—COOH和H3C—CH2—CH2—CH2—COOH
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通过自评、互评、师评相结合对本节学习过程进行反思感悟。
自评:
本节学习中的问题与思考:
师评:
年 月 日
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