最简单的有机化合物—甲烷知识点

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1、最简单的有机化合物—甲烷一、有机化合物1.有机化合物定义：含碳元素的化合物叫有机物。组成元素：除含碳元素外，常含有氢元素、氧元素，有些有机物还含有氮、硫、卤素、磷等元素。2.烃仅由碳、氢两种元素组成的有机物称为碳氢化合物，也称为烃。甲烷是最简单的烃。二、甲烷1.甲烷的结构和性质(1)物理性质：无色无味气体、难溶于水、密度比空气小。(2)组成和结构：分子式结构式结构简式比例模型空间构型CH4CH4正四面体(3)化学性质：其中CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4都不溶于水，除CH3Cl是气体外，其他三种都是液体。取代反应：有机物分子中的某些原子或者原子团被其他原子或

2、原子团所替代的反应。甲烷与氯气的取代反应条件——光照，各步反应同时进行，生成物是混合物，其中HCl最多三、烷烃的结构和性质(1)通式：CnH2n＋2(n≥1)。(2)结构特点：每个碳原子都达到价键饱和。①烃分子中碳原子之间以单键结合呈链状。②剩余价键全部与氢原子结合。(3)物理性质：随分子中碳原子数的增加，呈规律性的变化。(4)化学性质：类似甲烷，通常较稳定，在空气中能燃烧，光照下与氯气发生取代反应。①烷烃燃烧的通式为：CnH2n＋2＋O2nCO2＋(n＋1)H2O。②丙烷与氯气反应生成一氯取代物的化学方程式为CH3CH2CH3＋Cl2CH3CH2CH2Cl＋HCl，或C

3、H3CH2CH3＋Cl2。习惯命名法(1)表示n≤10，甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸n>10，对应汉字数字(2)碳原子个数相同，结构不同时，用正、异、新表示。(3)举例：C6H14命名为己烷，C18H38命名为十八烷，C4H10的两种分子的命名。无支链时命名为正丁烷，有支链时命名为异丁烷。3．同系物与同分异构体(1)同系物：结构相似，分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质的互称。(2)烷烃同系物：分子式都符合CnH2n＋2，如CH4、CH3—CH3、CH3CH2CH3等互称为同系物。同系物的判断方法判断标准——同类不同碳同类——互为同系物的物质均属于同一类

4、，即分子结构相似。不同碳——互为同系物的物质碳原子数不同，即分子组成上相差一个或者若干个CH2原子团组成特点：同系物必须结构相似，即组成元素相同，官能团种类、个数与连接方式相同。分子组成通式相同同系物相对分子质量相差14或者14的整数倍。判断规律一差：分子组成差一个或若干个CH2原子团。二同：同通式，同结构。三注意：必为同一物质，结构类似，化学性质相似不完全相同。4．同分异构现象和同分异构体(1)同分异构现象：化合物具有相同分子式，不同结构的现象称为同分异构现象。(2)同分异构体：具有同分异构现象的化合物的互称，如正丁烷(CH3CH2CH2CH3)和异丁烷。1．同分异构体

5、的判断——一同一不同(1)一同：分子式相同，相对分子质量相同。同分异构体的最简式相同，但最简式相同的化合物不一定是同分异构体，如C2H2与C6H6。(2)一不同：结构不同，即分子中原子的连接方式不同。同分异构体可以是同一类物质，也可以是不同类物质。2．烷烃同分异构体的书写(1)遵循原则：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列同、邻到间。(2)书写步骤：①先写出碳原子数最多的主链。②写出少一个碳原子的主链，另一个碳原子作为甲基接在主链某碳原子上。③写出少两个碳原子的主链，另两个碳原子作为乙基或两个甲基接在主链碳原子上，以此类推。(3)实例(以C6H14为例)①将分子

6、中全部碳原子连成直链作为母链C—C—C—C—C—C②从母链一端取下一个碳原子作为支链(即甲基)，依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，此时碳架结构有两种：注意：不能连在1位和5位上，否则会使碳链变长，2位和4位等效，只能用一个，否则重复。③从母链上取下两个碳原子作为一个支链(即乙基)或两个支链(即2个甲基)依次连在主链中心对称线一侧的各个碳原子上，两甲基的位置依次相同、相邻，此时碳架结构有两种：注意：2位或3位上不能连乙基，否则会使主链上有5个碳原子，使主链变长。所以C6H14共有5种同分异构体。3．同分异构体数目的判断(1)等效氢法：分子中有多少种“等效”氢原子，其

7、一元取代物就有多少种。①同一个碳原子上的氢原子属于“等效”氢原子。如中—CH3上的3个氢原子是“等效”氢原子。②同一分子中处于轴对称位置或镜面对称位置上的氢原子属于“等效”氢原子，如CH3CH2CH2CH3分子中有2种“等效”氢原子，即—CH3上的氢原子和—CH2—上的氢原子。③同一个碳原子上相同取代基上的氢原子属于“等效”氢原子，如分子中有2种“等效”氢原子。(2)换元法：一种烃如果有m个氢原子可被取代，那么它的n元取代物与(m－n)元取代物种类相等。例2．分子式为C3H4Cl2且含有结构的有机物的同分异构体共有(不考虑立体