专题2 有机物的结构与分类第一单元 有机化合物的结构
课前预习
情景导入
有机化合物中存在同分异构现象,其中有一种异构现象被称为立体异构。
立体异构和生命现象有着紧密的联系。某些昆虫信息素存在顺反异构,如蚕蛾,雌蛾会分泌出“蚕蛾醇”吸引同类雄蛾。蚕蛾醇有多种顺反异构,只有a能传递相关信息,b不能,如下图:
知识预览
一、有机物中碳原子的成键特点
1.碳原子通过共价键结合形成的__________或__________构成了绝大多数有机化合物的基本骨架。在有机物中,碳原子总是形成__________个共价键,碳原子之间可以形成C—C、__________、 等,碳原子与氢原子之间只能形成__________,碳原子与氧原子之间可以形成__________或__________。
2.当1个碳原子与其他4个原子连接时,这个碳原子将采取__________取向与之成键。当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时,形成该双键的原子以及与之直接相连的原子处于__________上。当形成叁键时,形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于__________上。仅以单键方式成键的碳原子称为__________,以双键或叁键方式成键的碳原子称为__________。
答案:1.碳链 碳环 4 C==C C—H C—O C==O
2.四面体 同一平面 同一直线 饱和碳原子 不饱和碳原子
二、有机物结构的表示方法
1.有机物的分子式能直观地反映出有机物分子的__________,但是它不能表示这些原子的连接情况,在有机化学中,常用结构式、__________以及__________表示有机物的结构。
2.书写结构简式时注意的几点:①表示原子间形成单键的“__________”可以省略;②但“C”和“__________”不能省略,而醛基和羧基可进一步简写为__________、__________。
3.键线式只要求表示出__________以及与碳原子相连的基团,图式中的每个拐点和终点均表示__________。
答案:1.组成 结构简式 键线式
2.— —CHO —COOH
3.碳碳键 一个碳原子
三、同分异构体
1.分子内部原子结合的顺序、__________等的不同,就会产生具有相同分子式而__________不同的现象,即__________,具有同分异构现象的化合物互称为__________。
2.同分异构体虽具有相同的分子组成,但__________却存在差异。如CH3COOH和HCOOCH3互为同分异构体,前者易溶于水具有酸性,后者__________且__________。
3.立体异构又分为__________和__________。如2丁烯,甲基在双键同一侧的称为__________;甲基在双键两侧的称为__________。乳酸存在__________,两种分子互为__________。
答案:1.成键方式 结构 同分异构现象 同分异构体
2.其性质 难溶于水 没有酸性
3.顺反异构 对映异构 顺式 反式 对映异构 镜像
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三点剖析
一、有机物中碳原子的成键特点
1.碳元素的结构特点:碳在元素周期表中位于第二周期ⅣA族,原子结构示意图为 ,最外层有4个电子,既不容易失去,又难得到4个电子形成阴阳离子,难于形成离子键,故碳原子通常以共用电子对的形式与其他原子形成共价键,而要达到8电子稳定结构,则必须形成4对共用电子对,即4条共价键。
2.成键方式:①有机化合物中碳原子之间可彼此连接成链状,也可以彼此连接成环状;②碳原子除了彼此间可以成键外,还可以与H、O、X(卤素原子)、N等其他元素结合成键;③碳原子既可以形成单键(两个原子间共用一对电子),也可以形成双键(两原子间共用两对电子)或三键(两原子间共用三对电子)。如C—C、C—H、 、 、 、 、 等。
知识总结:①不管以何种方式成键,碳原子总是成4条共价键,氢原子只能形成1条,氧原子形成2条,氮原子形成3条;②碳原子成键方式的多样性导致有机物的结构多样性,也是导致有机物种类繁多、数量巨大的主要原因。
3.甲烷、乙烯、乙炔和苯分子的组成、结构及空间构型
有机物 甲烷 乙烯 乙炔 苯
分子式 CH4 C2H4 C2H2 C6H6
结构简式 CH4 CH2==CH2 CH==CH