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第一章认识有机化合物2021.03:W学习目标第二节有机化合物的结构特点1.了解有机化合物中碳原子形成化学键的特点。2.认识有机化合物的同分异构现象与同分异构体。3.掌握同分异构体的书写方法与规律。新课引入仅由碳元素和氢元素构成的化合物超过几千万种，仅由氧元素和氢元素构成的化合物至今只有俺俩。H、O元素只能组成两种物质为什么C、H元素却能组成上千万种有机物？碳原子在形成化学键的过程中易形成共价键还是离子键？为什么？碳原子最外层有碳原子最外层有4 4个电子个电子，不易失去，不易失去或获得电子而形成阳离子或阴离子。或获得电子而形成阳离子或阴离子。碳原子通过碳原子通过共价键共价键与其他原子形成共价化合物。与其他原子形成共价化合物。新课引入HCHO+2Cu(OH)2 HCOOH+Cu2O+2H2O加热时必须用酒精灯将混合液加热至沸腾，才能看到明显的砖红色沉淀。的pH=10时,溶液中c(H+)=10-10molL-1,c(OH-)=10-4molL-1,则KspCo(OH)2HCHO+2Cu(OH)2 HCOOH+Cu2O+2H2O分解,n(Co)n(O)=(80.65-59 )1611,剩余固体成分改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等；定律,在变化过程中,Co的质量没有变,假设原始固体质量为100g,则n(Co)=答案:溶液恰好由紫红色变为无色,且半分钟内不恢复84.7%混合气体的颜色不再改变的状态Fe(OH)3(3)1.5810-7(4)4Co(OH)2+O2 2Co2O3+4H2OCo3O4Na4CoO3一.有机化合物中碳原子的成键特点1、碳原子的成键特点(1)碳原子价键为四个碳原子价键为四个，C-C是非极性键，是非极性键，C-H是极性键。是极性键。(2)碳原子间的成键方式：碳原子间的成键方式：CC、C=C、CC(3)碳链：直线型、支链型、环状型等碳链：直线型、支链型、环状型等Si原子四个原子四个键，键，H原子原子1个键，个键，N原原子三个键。子三个键。O和和S均为两均为两个键。个键。思考交流根据甲烷分子的结构，CH4的空间构型是？杂化轨道为？键角为多少？如何证明甲烷是正四面体而不是平面结构？分子式分子式电子式电子式结构式结构式结构简式结构简式最简式最简式空间结空间结构构CH4球棍摸型球棍摸型比例模型比例模型正四正四面体面体H.HCHH.HCHHH10928甲烷的二氯代物只有一甲烷的二氯代物只有一种，证明甲烷是正四面种，证明甲烷是正四面体而不是平面结构。体而不是平面结构。CH4CH4。课堂练习。思考：1.你认为上述图片哪些属于烷烃的碳骨架结构？2.如何从组成以及结构上判断烃的不饱和度？ABCDEFGH思考交流。思考交流请观察甲烷、乙烯、乙炔、苯等有机物的球棍模型，思考碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系？。2H2O+2e-=H2+2OH-,根据电子守恒有Cu 2e-2NaOH,电解池理论上生成6.C由图可知,该装置将光能转化为化学能并分解水,A正确;双极性膜可将水通过离子交换膜d生成硫酸,为阴离子交换膜,故B正确;浓差电池中,Cu(1)电极理可写出其价电子排布图为 ；2H2O+2e-=H2+2OH-,根据电子守恒有Cu 2e-2NaOH,电解池理论上生成个棱心的Li+，少0.75个Li+，结合上一个空的分析可知，LiFePO4晶胞的化学式2.定量关系C D全部铁、氢氧化铝的沉淀,所以“废渣”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)当溶液a.BeH中氢原子带负电，HO中氢原子带正电，符合双氢键定义；b.OH和2Mn2+10 CO2+8H2O可知剩余n()=0.02L0.250 0molL-1=为 Li4Fe4P4O16，那么Li1-xFePO4晶胞的化学式为Li3.25Fe4P4O16，所以有1-x=【加固训练】1 molCHO2 mol Cu(OH)21 mol Cu2O。碳原子成键方式与空间构型关系规律原子间成键方式空间构型四面体形平面形直线形平面形。1.下列分子中的下列分子中的14个碳原子不可能共面的是（个碳原子不可能共面的是（）A.B.C.D.BD课堂练习。2.下列关于下列关于CH3CHCHCCCF3分子的结构叙述正确的分子的结构叙述正确的是（是（）A、6个碳原子有可能都在一条直线上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个碳原子不可能都在一条直线上C、6个碳原子一定都在同一平面上个碳原子一定都在同一平面上D、6个碳原子不可能都在同一平面上个碳原子不可能都在同一平面上BC课堂练习。3.下列分子中的所有碳原子一定都共面的是（下列分子中的所有碳原子一定都共面的是（）A.B.C.D.CD课堂练习。下列物质在结构上有什么异同？分子式分子式结构简式结构简式名称名称CH4CH4甲烷甲烷C2H6CH3CH3乙烷乙烷C3H8CH3CH2CH3丙烷丙烷C4H10CH3(CH2)2CH3丁烷丁烷C5H12CH3(CH2)3CH3戊烷戊烷C17H36CH3(CH2)15CH3十七烷十七烷思考交流。分子式分子式结构简式结构简式名称名称C2H4CH2=CH2乙烯乙烯C3H6CH2=CHCH3丙烯丙烯C4H8CH2=CHCH2CH31-丁烯丁烯 C5H10CH2=CHCH2CH2CH31-戊烯戊烯下列物质在结构上有什么异同？思考交流2、同系物(1)(1)概念概念结构相似、分子组成上相差一个或若干个结构相似、分子组成上相差一个或若干个CH2原子原子团的物质互相称为同系物。团的物质互相称为同系物。(2)(2)判断判断分子式通式相同结构相似结构相似官能团的种类与个数相同，同类别，官能团的种类与个数相同，同类别，同通式。（或碳骨架构同通式。（或碳骨架构成方式相同）成方式相同）组成差组成差CHCH2 2CC原子数不同原子数不同。理可写出其价电子排布图为 ；时转移电子数为 3=0.2 mol,所以电解硫酸钠溶液时,阴极上氢离子在设计离子导体中有机溶剂的结构时，应考虑A.成语“百炼成钢”“蜡炬成灰”中均包含了化学变化(2)同周期元素从左至右，电负性依次增强，则C、N、O三种元素中电负性最大解离为H+和OH-,由图可知,H+进入阴极,OH-进入阳极,则双极性膜可控制其两侧溶Na2Fe6(SO4)4(OH)12,反应的离子方程式为2Na+3ClO-+6Fe2+4 +9H2O=0.75 molL1、0.5 molL1，达到化学平衡时，正、逆反应速率相等，则k正k逆c2（NH3）c（N2）c3（H2）0.520.250.7536427。6.C由图可知,该装置将光能转化为化学能并分解水,A正确;双极性膜可将水结构，所以C在形成化合物时，其键型以共价键为主；3.有机化学中常见的氧化、还原反应铁、氢氧化铝的沉淀,所以“废渣”的主要成分为Al(OH)3、Fe(OH)3;(3)当溶液(1)具有1个4p电子的元素为_(写元素名称，下同)，简化电子排布式为_。共价键是1.5个，该晶体中n(N)与n(NN)之比为23；这种高聚氮NN键的键4.下列哪组是同系物？（）下列哪组是同系物？（）A.CH3CH2CH2CH3CH3CH(CH3)CH3B.CH3CH3CH3CH(CH3)CH3C.CH3CHCH2D.CH3CH2OHE.CH3CH2CH2BrCH3CH2ClB课堂练习。CH2OHOHCH2CH3乙二醇乙二醇与与丙三醇丙三醇甲酸甲酯甲酸甲酯与与二乙酸乙二酯二乙酸乙二酯乙酸乙酸与与软脂酸软脂酸乙二酸二乙酯乙二酸二乙酯与与二乙酸乙二酯二乙酸乙二酯ABCDEC5.下列属于同系物的一组是下列属于同系物的一组是（）课堂练习。1、2、CH2=CHCH=CH2CHCH3CH3CH2CH33、CHCH24、5、(CH3)3COH6、CH2CHCH2 OH OHOH7、CH3CH2CCH2CH3 CH2COOCH38、CH2OH9、10、COOCH3 COOCH311、CH2=CHCOOCH2CH312、(CH3)2CHCOOCH(CH3)2属于苯的同系物的是属于苯的同系物的是 。3 3属于乙烯的同系物的是属于乙烯的同系物的是 。7 7属于乙醇的同系物的是属于乙醇的同系物的是 。5 5属于乙酸乙酯的同系物的是属于乙酸乙酯的同系物的是 。1212课堂练习。物质名称物质名称正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷结构简式结构简式相同点相同点不同点不同点沸点沸点36.0727.99.5分子组成相同，链状结构结构不同，出现带有支链结构【结论】支链越多,沸点越低!戊烷同分异构体的异同观察学习二.有机化合物的同分异构现象1、同分异构现象化合物具有相同分子式，不同结构式的现象，叫做同分异化合物具有相同分子式，不同结构式的现象，叫做同分异构现象。构现象。2、同分异构体具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。三同：分子式、分子组成、相对分子质量相同两不同：结构、性质不同判断：相对分子质量相同的不同化合物一定互为同分异构体.CH3COOH与与CH3CH2CH2OH3、同分异构类型CH3CH2OHCH3OCH3碳碳双键在碳链中的位置不同而产生的异构C=C-C-C、C-C=C-C碳链骨架（直链，支链，环状）的不同而产生的异构C-C-C-C、C-C-CC产生的原因示例异构类型碳链异构位置异构官能团异构官能团种类不同而产生的异构必须为必须为同一类同一类别的有别的有机物。机物。有机物有机物的种类的种类不同不同3、同分异构类型碳原子连有四个不同的原子或原子团而形成两种互为镜像的分子碳碳双键不可旋转而产生的立体异构产生的原因示例异构类型顺反异构手性异构。课堂练习6.下列异构属于何种异构？下列异构属于何种异构？11-丁烯和丁烯和2-丁烯丁烯2CH3COOH和和HCOOCH33CH3CH2CHO和和CH3COCH34CH3CH-CH3和和CH3CH2CH2CH3CH3位置异构位置异构官能团异构官能团异构官能团异构官能团异构碳链异构碳链异构思考：我们如何判断化合物是否为同分异构体呢？CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3CH3CH3 C CH3CH3CH3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCHC CCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCHC CCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2C CCHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCHCHCHCHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2D.D.A.A.B.B.C.C.CHCH3 3CHCH2 2CHCH3 3CHCH3 3C CCHCH3 3CHCH3 3CHCH3 3CHCH2 2CHCHCHCHCHCH2 2CHCH2 2CHCH2 2下列化合物中，属于同种物质的是下列化合物中，属于同种物质的是_，属于同分异构体的是，属于同分异构体的是_。ABCD运用书写形式变换法运用书写形式变换法:“:“拉拉”“”“转转”、“翻翻”。下列物质与下列物质与A A为同种物质的是为同种物质的是_，与，与A A互为同分异构体的是互为同分异构体的是 _。C20H12C20H12C20H12C20H12C20H12C19H12BCFD轴线变换法轴线变换法下列物质与下列物质与A为同种物质的是为同种物质的是_，与，与A互为同分异构体的是互为同分异构体的是_。BCFD。D7、下列各对物质属于同分异构体的是（、下列各对物质属于同分异构体的是（）课堂练习。8、下列化合物中，互为同分异构体的是、下列化合物中，互为同分异构体的是_A、CH3CH2CH2CH3B、CH3CHCH3CH3C、CHCCH2CH3D、CH2=CHCH=CH2E、CH2=CHCH2CH3F、CH3CH=CHCH3AB CD EF课堂练习。同分异构体同分异构体：具有同分异构现象的化合物之间，互称具有同分异构现象的化合物之间，互称为同分异构体。如正戊烷、异戊烷、新戊烷。为同分异构体。如正戊烷、异戊烷、新戊烷。同素异形体同素异形体：由同种元素构成的不同单质。如金刚石和由同种元素构成的不同单质。如金刚石和石墨、石墨、O O2 2和和O O3 3、红磷和白磷等。、红磷和白磷等。同位素同位素：具有相同质子数，不同中子数的同一元素的具有相同质子数，不同中子数的同一元素的不同核素互称为同位素。如不同核素互称为同位素。如同系物同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个结构相似，分子组成上相差一个或若干个CHCH2 2原子团的物质，互称为同系物。如甲烷和乙烷。原子团的物质，互称为同系物。如甲烷和乙烷。同位素所属对象是“原子”；同素异形体所属对象是“单质”；同分异构体和同系物所属对象均为“化合物”。“四同”概念比较。同系物同系物同分异构体同分异构体同素异同素异形体形体同位素同位素组成组成结构结构对象对象例子例子分子组成相差分子组成相差一个或几个一个或几个CH2原子团原子团分子式分子式相同相同同种同种元素元素质子数相质子数相同，中子同，中子数不同数不同相似相似 不同不同不同不同原子核结构不同原子核结构不同化合物化合物单质单质化合物化合物原子原子(核素核素)CH4和和CH3CH3HH和和和和 HH1 11 12 21 1OO2 2和和和和OO3 3正丁烷和正丁烷和正丁烷和正丁烷和异丁烷异丁烷异丁烷异丁烷电子层结构相同电子层结构相同“四同”概念比较。三.同分异构体的书写1.减碳法减碳法（适用于烷烃）（适用于烷烃）书写规则：主链由长到短，支链由整到散；（支链）位置由心到边，排布对邻间以C6H14为例：将分子中所有碳原子连成直链作为母链CCCCCC ,成直线、一线串从主链一端取下一个C原子，依次连接在主链中心对称线一侧的C原子上。从头摘，挂中间向边排，不到端。从主链一端取下两个C原子，使这两个C原子以相连或分开的形式，依次连在主链余下的C原子上。（定一挪一）根据碳原子4价原则补足氢原子。故C6H14共有五种同分异构体。三.同分异构体的书写2.插入法插入法（适用于烯烃、炔烃、醚）（适用于烯烃、炔烃、醚）先根据给定的碳原子数写出烷烃的同分异构先根据给定的碳原子数写出烷烃的同分异构体的碳链骨架，再将官能团插入碳链中。体的碳链骨架，再将官能团插入碳链中。例：找出分子式为C4H8的烯烃的同分异构体（不考虑立体异构）碳原子数相等的烯烃和环烷烃互为同分异构体碳原子数相等的烯烃和环烷烃互为同分异构体。碳原子数相等的烯烃和环烷烃互为同分异构体碳原子数相等的烯烃和环烷烃互为同分异构体CH2=CH-CH3CH2CH2CH2丙烯环丙烷思考：丁烯的同分异构体有多少种？。写出化学式写出化学式C4H10O的醚的结构简式的醚的结构简式课堂练习醚醚CCCCCCC C。三.同分异构体的书写3.取代法取代法（适用于醇、卤代烃）（适用于醇、卤代烃）先碳链异构，后位置异构。先碳链异构，后位置异构。例：找出分子式为C5H12O的醇同分异构体：醇和醚是醇和醚是 同分异构体同分异构体。四.同分异构体的判断1.一元取代产物的个数判断一元取代产物的个数判断等效氢法：同一甲基上的氢是等效的；同一碳原子上所连甲基上的氢是等效的；处于对称位置上的氢原子是等效的。如新戊烷()的一氯代物只有一种。对称轴CH3CH2CH2CH2CH3 CH3-CH2-CH-CH2-CH3 CH2 CH3 CH3CH3 C CH2-CH3 CH3 aabbbbaa等效氢原子的判断找对称轴、点、面。3.的一氯代产物有(不考虑立体异构)()A3种B4种C5种 D6种B【学以致用】。四.同分异构体的判断2.二元取代产物的个数判断二元取代产物的个数判断CH4CH3CH3CH3CH2CH3定一挪一1种2种4种3种。课堂练习。【例】立方烷的分子立体结构如图立方烷的分子立体结构如图（1 1）立方烷的化学式为）立方烷的化学式为_._.（2 2）立方烷的二氯代物有）立方烷的二氯代物有_种种同分异构体同分异构体;六氯代物呢六氯代物呢?【例】卤代烃C4H8Cl2同分异构体数目有多少种？【例】卤代烃C4H8ClBr同分异构体数目有多少种？课堂练习。四.同分异构体的判断3.苯环多元取代产物的个数判断苯环多元取代产物的个数判断XXXXXXX邻间对例 有三种不同的基团，分别为X、Y、Z，若同时分别取代苯环上的三个氢原子，能生成的同分异构体数目是 ()A.10 B.8 C.6 D.4定一挪一定二挪一谢谢欣赏
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