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1、有机物有机物: : 组成元素:组成元素:含有碳元素的化合物含有碳元素的化合物碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等碳、氢、氧、氮、硫、磷、卤素等(但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、(但碳的氧化物、碳酸、碳酸盐、碳的金属化合物等看作无机物)碳的金属化合物等看作无机物)主要元素主要元素其他元素其他元素 又叫碳氢化合物又叫碳氢化合物只含有只含有碳碳、氢氢两种元素的有机物两种元素的有机物烃:烃:第三章第三章 有机化合物有机化合物有机物种类繁多的原因:有机物种类繁多的原因:A、碳原子含有、碳原子含有4个价电子,可以个价电子,可以跟其它原子形成跟其它原子形成4个共价键;个共价键;B、碳原子相互之间能以共价键、碳原子相互
2、之间能以共价键(单键、双键、三键)结合形成(单键、双键、三键)结合形成长的碳链或碳环。长的碳链或碳环。CCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCCC、原子种类数目相同的分子可、原子种类数目相同的分子可能具有不同的结构能具有不同的结构同分异同分异构现象。构现象。CCCCCCCC例例1:下列物质属于烃的是(:下列物质属于烃的是( )A、H2S F、C2H4 B、C2H2 G、CH3COOHC、CH3Cl H、CO2D、C2H5OH I、H2E、CH4 J、金刚石、金刚石B、E、F 留民营从解决环境脏、做饭难留民营从解决环境脏、做饭难入手,尝试利用入手,尝试利用沼气沼气,最终走上
3、了生,最终走上了生态农业的道路。态农业的道路。 通过利用沼气,每年全村节煤近通过利用沼气,每年全村节煤近10001000万吨,为保障北京的空气质量作万吨,为保障北京的空气质量作出了重大贡献。出了重大贡献。 瓦斯气的主要成分是甲烷瓦斯气的主要成分是甲烷CH4爆炸极限:5%15.4%重磅炸弹重磅炸弹 甲烷是甲烷是天然气、沼气、油田气、坑道气天然气、沼气、油田气、坑道气的主要成分,是最简单的有机物。的主要成分,是最简单的有机物。一、甲烷的分子结构一、甲烷的分子结构分子式分子式电子式电子式结构式结构式CH4 HH C H H HH C H H极性极性共价键共价键键的类型键的类型第一节第一节 最简单的有
4、机化合物最简单的有机化合物甲烷甲烷空间结构空间结构 4个个C-H键的长度和强键的长度和强度相同、夹角相等度相同、夹角相等正四面体正四面体比例模型比例模型球棍模型球棍模型 思考:如果是平面四边形,思考:如果是平面四边形,4个个C-H键的夹角相等吗?键的夹角相等吗?练习:下列事实能说明练习:下列事实能说明CH4是正四面体构是正四面体构型而不是平面正方形的是型而不是平面正方形的是 ( ) A. CH3Cl只有一种结构只有一种结构 B. CH2Cl2只有一种结构只有一种结构 C. CHCl3只有一种结构只有一种结构 D. CCl4只有一种结构只有一种结构B二、甲烷的性质二、甲烷的性质1、物理性质、物理
5、性质无色、无味、极难溶于水的气体,密度是无色、无味、极难溶于水的气体,密度是0.717g/L,小于空气。,小于空气。2、化学性质、化学性质通常情况下,甲烷比较稳定,不能与通常情况下,甲烷比较稳定,不能与KMnO4、溴水、溴水等强氧化剂反应,也不等强氧化剂反应,也不与强酸、强碱反应。与强酸、强碱反应。(沼气、坑气、天然气的主要成分:(沼气、坑气、天然气的主要成分:CH4)思考:收集方法?思考:收集方法?思考:收集方法?思考:收集方法?(1)甲烷的氧化反应)甲烷的氧化反应 具有可燃性具有可燃性CH4+2O2 CO2 + 2H2O点燃点燃点燃前要验纯点燃前要验纯 燃烧现象:淡蓝色火焰,无黑烟燃烧现象
6、:淡蓝色火焰,无黑烟 ,放热,放热 瓦斯爆炸瓦斯爆炸8e优良的气体燃料优良的气体燃料 (2)甲烷的取代反应)甲烷的取代反应科学探究科学探究:P61氯气的黄绿色逐渐变浅氯气的黄绿色逐渐变浅试管壁出现油状液滴试管壁出现油状液滴液面上升、试管中有少量白雾液面上升、试管中有少量白雾光照下光照下现象:现象: HH C Cl H HH C H H+ Cl Cl光光+ H Cl一氯甲烷一氯甲烷(g)有机化学重要反应类型之一取代反应取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团:有机物分子里的某些原子或原子团 被其他原子或原子团所代替的反应被其他原子或原子团所代替的反应 HCl C Cl H HCl C H H+
7、Cl Cl光光+ H Cl二氯甲烷二氯甲烷(难溶于水的无色液体)(难溶于水的无色液体) ClCl C Cl H ClCl C H H+ Cl Cl光光+ H Cl三氯甲烷三氯甲烷 (氯仿、有机溶剂)(氯仿、有机溶剂) ClCl C Cl Cl ClCl C H Cl+ Cl Cl光光+ H Cl四氯甲烷四氯甲烷(四氯化碳、有机溶剂、灭火剂)(四氯化碳、有机溶剂、灭火剂)CH4 + Cl2 CH3Cl(g) + HCl光光CH3Cl + Cl2 CH2Cl2(l) + HCl光光CH2Cl2 + Cl2 CHCl3(l) + HCl光光CHCl3 + Cl2 CCl4(l) + HCl光光甲烷还
8、能与其他卤素单质发生取代反应甲烷还能与其他卤素单质发生取代反应产物为混合物产物为混合物卤代物不溶于水卤代物不溶于水注意:有机反应类型的名称有机反应方程式的书写练习练习1:1 mol CH4在光照条件下最多可与在光照条件下最多可与_ mol Cl2发生取代反应;发生取代反应;若要制得等物质的量的若要制得等物质的量的4种氯代产物,需种氯代产物,需要要Cl2_ mol。42.5 练习练习2:向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶:向下列物质的水溶液中滴加硝酸银溶液,能产生白色沉淀的是(液,能产生白色沉淀的是( ) A. CH3Cl B. NaCl C. KClO3 D. CCl4 E. HClB E甲烷甲
9、烷乙烷乙烷丙烷丙烷丁烷丁烷三、烷烃三、烷烃1. 烷烃的定义与结构烷烃的定义与结构: 碳原子之间都以碳原子之间都以单单键结合成键结合成链链状,剩余状,剩余价键价键均与氢原子相结合均与氢原子相结合,使每个碳原子的化,使每个碳原子的化合价都达到合价都达到“饱和饱和”,这样的烃叫做,这样的烃叫做饱和烃饱和烃,也叫也叫烷烃烷烃。结构特点:结构特点:饱和链状饱和链状CC,CH锯齿形锯齿形而非直线性而非直线性化学式化学式(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(实验式实验式)2. 表示形式:表示形式:以己烷为例:以己烷为例:C6H14C3H7CH3-CH2-CH2-CH2-CH2
10、-CH3CH3CH2CH2CH2CH2CH3CH3(CH2)4CH34. 同系物同系物 结构相似结构相似、分子组成上、分子组成上相差一个或若干个相差一个或若干个CH2原子团原子团的物质互相称为的物质互相称为同系物同系物。碳原子间均以单键结合碳原子间均以单键结合CnH2n+2 链状链状碳原子数(碳原子数(n)不同)不同烷烃同系物烷烃同系物结构相似:结构相似:通式相同:通式相同:分子组成:分子组成:3. 通式:通式:CnH2n+2 (n1)5、烃基、烃基(1)定义:烃失去一个或)定义:烃失去一个或n个氢原子后剩余的部分。个氢原子后剩余的部分。烷烃烷烃 烷基(含有未成对电子)烷基(含有未成对电子)失
11、去一个失去一个H如:如: 名称名称 结构式结构式 电子式电子式 甲基甲基 CH3 乙基乙基 CH3CH2(2)烷基通式:)烷基通式:CnH2n+1(3)注:注:注:注:烃基不显电性;不单独存在;烃基可直接结烃基不显电性;不单独存在;烃基可直接结 合形成分子合形成分子 名名 称称结构简式结构简式常温常温时的时的状态状态熔点熔点/沸点沸点/ 相对相对密度密度水溶水溶性性甲烷甲烷CH4气气-182.5-161.5不溶不溶乙烷乙烷CH3CH3气气-182.8-88.6不溶不溶丙烷丙烷CH3CH2CH3气气-188-42.10.5005不溶不溶丁烷丁烷CH3(CH2)2CH3气气-138.3-0.50.
12、5788不溶不溶戊烷戊烷CH3(CH2)3CH3液液-129.736.00.5572不溶不溶十七烷十七烷CH3(CH2)15CH3固固22.0302.20.7767不溶不溶6. 烷烃物理性质(课本烷烃物理性质(课本P63表表3-1)(4)均难溶于水,易溶于有机溶剂)均难溶于水,易溶于有机溶剂递变规律递变规律随着烷烃碳原子数的增加:随着烷烃碳原子数的增加:(1)状态:气)状态:气 液液 固固(2)熔沸点逐渐升高)熔沸点逐渐升高(3)相对密度依次增大)相对密度依次增大(n4) (n17) 氧化反应氧化反应 均不能使酸性均不能使酸性KMnO4溶液、溴水溶液、溴水褪褪色,不与强酸,强碱反应。色,不与强
13、酸,强碱反应。 取代反应取代反应 7. 烷烃化学性质烷烃化学性质 与甲烷类似与甲烷类似 烷烃的特征反应烷烃的特征反应条件条件:光照光照3n+1 2CnH2n+2 + O2 nCO2+(n+1)H2O点燃点燃8.烷烃的命名烷烃的命名CH4 C2H6 C5H12 C9H20 甲烷甲烷 乙烷乙烷 戊烷戊烷 壬烷壬烷C12H26 C20H42十二烷十二烷 二十烷二十烷 110用用天干天干表示,表示,10以上用数字表示以上用数字表示天干:天干:甲甲 乙乙 丙丙 丁丁 戊戊 己己 庚庚 辛辛 壬壬 癸癸9.同分异构现象和同分异构体同分异构现象和同分异构体名称名称熔点熔点/ 沸点沸点/ 相对密度相对密度正丁
14、烷正丁烷138.40.50.5788异丁烷异丁烷159.611.70.557C4H10 丁烷丁烷性质不同性质不同 原因是结构不同原因是结构不同CH3CH2CH2CH3CH3CHCH3 CH3正丁烷正丁烷异丁烷异丁烷(1)定义:)定义:化合物具有化合物具有相同的分子式相同的分子式,而,而具有具有不同结构式不同结构式的现象叫的现象叫同分异构同分异构现象;现象;具有同分异构现象的化合物具有同分异构现象的化合物互称互称同分异构体同分异构体例如:戊烷(例如:戊烷(C5H12)有有3种同分异构体种同分异构体 己烷己烷(C6H14)有有5种同分异构体种同分异构体 庚烷(庚烷(C7H16)有有9种同分异构体种
15、同分异构体 癸烷癸烷(C10H22)有有75种同分异构体种同分异构体 同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一同分异构现象是造成有机物种类繁多的重要原因之一 正戊烷正戊烷异戊烷异戊烷新戊烷新戊烷CH3(CH2)3CH3CH3CHCH2CH3 CH3CH3CH2CH2CH2CH3CH3CH2CHCH3 CH3 CH3 CH3CCH3 CH3(3)同分异构体的特点)同分异构体的特点A、结构:、结构:B、性质:、性质:分子式相同(相对分子质量相同)分子式相同(相对分子质量相同)结构不同(碳链异构)结构不同(碳链异构)熔沸点不同,支链越多,熔沸点越低熔沸点不同,支链越多,熔沸点越低相对密度不同相对密度不同注:同类物质化学性质相似注:同类物质化学性质相似 不同类物质化学性质不同不同类物质化学性质不同练习:下列结构代表了几种不同烷烃?练习:下列结构代表了几种不同烷烃? 3种种 = = =