碳原子的成键特征 同分异构体-高考全攻略之备战2019年高考化学---精校解析 Word版

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1、一、有机物分子中碳原子的成键特征1.有机物分子中碳原子的成键特征(1)碳原子的最外层有4个电子,可与其他原子形成4条共价键,而且碳原子之间也能相互形成共价键。(2)碳原子不仅可以形成单键,还可以形成双键和三键;(3)多个碳原子可以相互结合形成碳链,也可以形成碳环,碳链或碳环上还可以连有支链。2.有机物分子中所有原子能否共平面的判断方法(1)典型有机物分子的空间构型。①共面型分子中所有原子均在同一平面上。如:或。②正四面体(或四面体型)分子中所有原子不可能都在同一平面上。如。(2)分子中原子能否共平面的判断。①展开空间构型法。其他有机物可看作由以上三种典型分

2、子中的氢原子被其他原子或原子团代替后的产物,但这三种分子的空间结构基本不变。如CH2=CHCl,可看作Cl原子代替了乙烯分子中H原子的位置,故六个原子都在同一平面上。②单键旋转法。碳碳单键两端碳原子所连原子或原子团可以以“C—C”为轴旋转。例如,,因①键可以旋转,故的平面可能和确定的平面重合,也可能不重合。因而分子中的所有原子可能共面,也可能不完全共面。二、同系物和同分异构体1.同系物(1)概念:结构相似,在分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互称为同系物(烷烃中甲烷、乙烷、丁烷等互为同系物)。(2)性质:同系物之间由于结构相似,只是碳链长度不同,

3、故它们的物理性质随碳原子数的增加呈规律性变化,而化学性质相似。注意:(1)同系物必须是有机化合物。(2)判断有机物之间是否互为同系物,首先要看两种物质是否属于同一类物质,然后再看其分子组成。(3)具有相同通式的有机物除烷烃外都不能确定是否互为同系物。2.同分异构现象与同分异构体(1)同分异构体的概念化合物具有相同的分子式,但具有不同结构的现象称为同分异构现象。具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。如正丁烷与异丁烷互为同分异构体。(2)同分异构体的性质同分异构体结构上的差别导致它们在性质上有所不同,如在其他条件相同时,互为同分异构体的分子主链越短,物质的

4、熔、沸点越低。如何理解同分异构体?①同分异构体概念的内涵有两点:一是分子式相同,二是结构式不同,二者缺一不可。分子式相同则相对分子质量相同,但相对分子质量相同不一定分子式相同,如CO和C2H4、C2H6O和CH2O2均不能互称为同分异构体。②同分异构现象广泛存在于有机物中,不仅存在于同类物质中,也存在于不同类物质之间,如CH3CH2OH(乙醇)和CH3—O—CH3(甲醚)互为同分异构体。③烷烃的同分异构体的数目随碳原子数的增加而增加。如甲烷、乙烷、丙烷没有同分异构体,丁烷有2种同分异构体,戊烷有3种同分异构体,己烷有5种同分异构体。同分异构现象是有机物种类

5、繁多的重要原因之一。三、同位素、同素异形体、同分异构体和同系物之间的比较比较概念定义化学式结构性质同位素质子数相同、中子数不同的原子原子符号表示不同,如电子排布相同,原子核结构不同物理性质不同,化学性质相同同素异形体同一种元素形成的不同单质元素符号表示相同,分子式不同,如石墨和金刚石、O2和O3单质的组成或结构不同物理性质不同,化学性质相似同分异构体分子式相同、结构式不同的化合物相同不同物理性质不同,化学性质不一定相同同系物结构相似,组成相差一个或若干个CH2原子团的化合物组成元素相同,通式相同,相对分子质量相差14n,如CH4和CH3CH3同一类物质,结

6、构相似物理性质不同,化学性质相似考向一同系物的相关判断典例1下列关于同系物的说法正确的是A.同系物可以是不同类别的物质B.通式相同,分子间相差n个CH2(n≥1)的物质互称同系物C.同系物的最简式相同,分子式不同D.同系物的化学性质相似【答案】D1.[双选]下列各对物质互为同系物的是A.B.C.C5H12与C13H28D.CH3CH2CH3与C8H18同系物的判断方法1.判断标准——“同类不同碳”2.正确理解(1)结构相似①结构相似,主要指化学键类型相似,分子中各原子的结合方式相似。对烷烃而言是指碳原子之间通过共价单键相连,其余价键全部结合氢原子。②结构相

7、似,则组成元素必相同,反之,不一定成立。如CH4与CH2=CH2,二者组成元素均为C、H,但结构不相似,不互为同系物。③结构相似,则必符合同一通式,反之,不一定成立。如CH2=CH2(乙烯)和(环丙烷),二者均符合通式CnH2n,但结构不相似,不互为同系物。(2)组成上相差n个CH2原子团①同系物一定具有不同的碳原子数(或分子式)。②同系物一定具有不同的相对分子质量(相差14n,n≥1)。考向二有机物分子中碳原子的成键特征典例1以下有关物质结构的描述正确的是A.甲苯分子中的所有原子可能共平面B.CH2CH—C6H5分子中的所有原子可能共平面C.乙烷分子中的

8、所有原子可能共平面D.二氯甲烷分子为正四面体结构【答案】B2.研究

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