最簡單的有機化合物-甲烷知識點

最簡單的有機化合物—甲烷知識點------------------------------------最簡單的有機化合物—甲烷知識點------------------------------------最簡單的有機化合物—甲烷知識點最簡單的有機化合物—甲烷知識點最簡單的有機化合物—甲烷有機化合物有機化合物定義：含碳元素的化合物叫有機物。組成元素：除含碳元素外，常含有氫元素、氧元素，有些有機物還含有氮、硫、鹵素、磷等元素。烴僅由碳、氫兩種元素組成的有機物稱為碳氫化合物，也稱為烴。甲烷是最簡單的烴。甲烷甲烷的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(1)物理性質(zhì)：無色無味氣體、難溶于水、密度比空氣小。(2)組成和結(jié)構(gòu)：分子式結(jié)構(gòu)式結(jié)構(gòu)簡式比例模型空間構(gòu)型CH4CH4正四面體(3)化學(xué)性質(zhì)：其中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都不溶于水，除CH3Cl是氣體外，其他三種都是液體。取代反應(yīng)：有機物分子中的某些原子或者原子團被其他原子或原子團所替代的反應(yīng)。甲烷與氯氣的取代反應(yīng)條件——光照，各步反應(yīng)同時進行，生成物是混合物，其中HCl最多烷烴的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)(1)通式：CnH2n＋2(n≥1)。(2)結(jié)構(gòu)特點：每個碳原子都達到價鍵飽和。①烴分子中碳原子之間以單鍵結(jié)合呈鏈狀。②剩余價鍵全部與氫原子結(jié)合。(3)物理性質(zhì)：隨分子中碳原子數(shù)的增加，呈規(guī)律性的變化。(4)化學(xué)性質(zhì)：類似甲烷，通常較穩(wěn)定，在空氣中能燃燒，光照下與氯氣發(fā)生取代反應(yīng)。①烷烴燃燒的通式為：CnH2n＋2＋eq\f(3n＋1,2)O2eq\o(→,\s\up7(點燃),\s\do5())nCO2＋(n＋1)H2O。②丙烷與氯氣反應(yīng)生成一氯取代物的化學(xué)方程式為CH3CH2CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5())CH3CH2CH2Cl＋HCl，或CH3CH2CH3＋Cl2eq\o(→,\s\up7(光照),\s\do5())。習(xí)慣命名法表示n≤10，甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸n>10，對應(yīng)漢字數(shù)字碳原子個數(shù)相同，結(jié)構(gòu)不同時，用正、異、新表示。舉例：C6H14命名為己烷，C18H38命名為十八烷，C4H10的兩種分子的命名。無支鏈時命名為正丁烷，有支鏈時命名為異丁烷。3．同系物與同分異構(gòu)體(1)同系物：結(jié)構(gòu)相似，分子組成上相差一個或若干個CH2原子團的物質(zhì)的互稱。(2)烷烴同系物：分子式都符合CnH2n＋2，如CH4、CH3—CH3、CH3CH2CH3等互稱為同系物。同系物的判斷方法判斷標(biāo)準(zhǔn)——同類不同碳同類——互為同系物的物質(zhì)均屬于同一類，即分子結(jié)構(gòu)相似。不同碳——互為同系物的物質(zhì)碳原子數(shù)不同，即分子組成上相差一個或者若干個CH2原子團組成特點：同系物必須結(jié)構(gòu)相似，即組成元素相同，官能團種類、個數(shù)與連接方式相同。分子組成通式相同同系物相對分子質(zhì)量相差14或者14的整數(shù)倍。判斷規(guī)律一差：分子組成差一個或若干個CH2原子團。二同：同通式，同結(jié)構(gòu)。三注意：必為同一物質(zhì)，結(jié)構(gòu)類似，化學(xué)性質(zhì)相似不完全相同。4．同分異構(gòu)現(xiàn)象和同分異構(gòu)體(1)同分異構(gòu)現(xiàn)象：化合物具有相同分子式，不同結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為同分異構(gòu)現(xiàn)象。(2)同分異構(gòu)體：具有同分異構(gòu)現(xiàn)象的化合物的互稱，如正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和異丁烷。1．同分異構(gòu)體的判斷——一同一不同(1)一同：分子式相同，相對分子質(zhì)量相同。同分異構(gòu)體的最簡式相同，但最簡式相同的化合物不一定是同分異構(gòu)體，如C2H2與C6H6。(2)一不同：結(jié)構(gòu)不同，即分子中原子的連接方式不同。同分異構(gòu)體可以是同一類物質(zhì)，也可以是不同類物質(zhì)。2．烷烴同分異構(gòu)體的書寫(1)遵循原則：主鏈由長到短，支鏈由整到散，位置由心到邊，排列同、鄰到間。(2)書寫步驟：①先寫出碳原子數(shù)最多的主鏈。②寫出少一個碳原子的主鏈，另一個碳原子作為甲基接在主鏈某碳原子上。③寫出少兩個碳原子的主鏈，另兩個碳原子作為乙基或兩個甲基接在主鏈碳原子上，以此類推。(3)實例(以C6H14為例)①將分子中全部碳原子連成直鏈作為母鏈C—C—C—C—C—C②從母鏈一端取下一個碳原子作為支鏈(即甲基)，依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個碳原子上，此時碳架結(jié)構(gòu)有兩種：注意：不能連在1位和5位上，否則會使碳鏈變長，2位和4位等效，只能用一個，否則重復(fù)。③從母鏈上取下兩個碳原子作為一個支鏈(即乙基)或兩個支鏈(即2個甲基)依次連在主鏈中心對稱線一側(cè)的各個碳原子上，兩甲基的位置依次相同、相鄰，此時碳架結(jié)構(gòu)有兩種：注意：2位或3位上不能連乙基，否則會使主鏈上有5個碳原子，使主鏈變長。所以C6H14共有5種同分異構(gòu)體。3．同分異構(gòu)體數(shù)目的判斷(1)等效氫法：分子中有多少種“等效”氫原子，其一元取代物就有多少種。①同一個碳原子上的氫原子屬于“等效”氫原子。如中—CH3上的3個氫原子是“等效”氫原子。②同一分子中處于軸對稱位置或鏡面對稱位置上的氫原子屬于“等效”氫原子，如CH3CH2CH2CH3分子中有2種“等效”氫原子，即—CH3上的氫原子和—CH2—上的氫原子。③同一個碳原子上相同取代基上的氫原子屬于“等效”氫原子，如分子中有2種“等效”氫原子。(2)換元法：一種烴如果有m個氫原子可被取代，那么它的n元取代物與(m－n)元取代物種類相等。例2．分子式為C3H4Cl2且含有結(jié)構(gòu)的有機物的同分異構(gòu)體共有(不考慮立體異構(gòu))()A．3種 B．4種C．5種 D．6種【特別提醒】(1)在表示有機物分子的結(jié)構(gòu)時，比例模型比結(jié)構(gòu)式、球棍