化学有机化合物的结构

1、化学有机化合物的结构课件第1页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一温故而知新1.有机物的组成元素有哪些？主要有C、H、O、N、P、S2.与无机物相比，有机物的组成元素种类少，但有机物的种类却繁多，这是什么原因？碳原子间连接方式的多样性同分异构现象的普遍存在第2页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一碳原子在元素周期表中位于第 周期 族;碳原子中最外层含有 个电子，跟其它原子形成 个 键。244 A 请说出碳在周期表中的位置，它与其他原子之间易形成哪种类型的化学键？共价第3页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一温故1.什么叫共价键？ 原子

2、间通过共用电子对所形成的强烈的相互作用称共价键。知新2.共价键的分类根据共用电子对的数目分为：根据共用电子对的偏移程度分为极性键：共用电子对偏向吸引电子能力强的一方。 存在于不同种非金属元素的原子之间非极性键：共用电子对不偏向任何一方。 存在于同种非金属元素的原子之间单键、双键、叁键第4页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一观察思考1.每个碳原子能形成几个共价键?2.碳原子可以与什么原子形成共价键?3.每个碳原子周围都有什么类型的共价键?4.碳原子之间怎么连接的?第5页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一一、碳原子的成键特点1.成键数目多：4个2.成键方

3、式多：碳原子既可以与其他原子形成共价键，碳原子之间也可以相互成键，可形成单键、双键或叁键多个碳原子之间可以形成碳链（还可以带支链）或碳环构成有机物的基本骨架。每个碳原子形成 共价键第6页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一请你去寻找！4个碳原子相互结合可能有多少种方式？ 碳原子间能相互结合成共价键（单键、双键、叁键）可以形成碳链，也可以形成碳环。 第7页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一观看并阅读教材P18并思考提出的问题？在19世纪中叶前为什么人们始终只能合成一种二取代甲烷（CH2R2） 范特霍夫和勒贝尔提出的碳原子成键的立体化学理论解决了困扰同分异

4、构体数目的难题。有机化合物的三维结构平面化学到立体化学第8页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 甲烷10928约120180三种分子的球棍模型，描述它们的空间构型乙烯乙炔第9页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一甲烷、乙烯、乙炔的组成、结构和空间构型有机物甲烷乙烯乙炔分子式结构式H CCH结构模型分子的空间构型键角CH4C2H4C2H2正四面体平面直线10928120180第10页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 有机 分子CH4CH2=CH2CHCHC6H6 结构 模型碳原子成键方式 介于单双键之间分子空间构型正四面体平面直线

5、平面 键角CC=C单 键双 键叁 键CC10928120120180碳原子的成键方式与分子的空间构型、键角有什么关系？第11页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一1、当一个碳原子与其他4个原子连接时，这个碳原子将采取四面体取向与之成键。2、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成双键时，形成双键的原子以及与之直接相连的原子处于同一平面上。3、当碳原子之间或碳原子与其他原子之间形成叁键时，形成叁键的原子以及与之直接相连的原子处于同一直线上。碳原子成键规律小结：第12页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一烃分子中：仅以单键方式成键的碳原子称为 碳原子；以双键或

6、叁键方式成键的碳原子称为 碳原子。饱和不饱和第13页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一几种简单有机分子中碳原子轨道的杂化方式有机分子 CH4C6H6碳原子轨道的杂化方式SP3SP2SPSP2分子空间构型正四面体平面直线平面共价键类型和数目CH2=CH2CH2=CH2CHCH 通常情况下,碳原子与碳原子之间、碳原子与氢原子之间形成的单键都是键；碳原子与碳原子之间、碳原子与氧原子之间形成的双键由一个键和一个键构成；碳原子与碳原子之间形成的叁键由一个键和两个键构成。苯分子中的化学键较为特殊,碳原子与氢原子之间形成键,而在碳原子与碳原子之间除了形成一个键以外,6个碳原子还共同形成

7、大键。4个键5个键1个键3个键2个键12个键1个键第14页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一丙烯（CH2=CHCH3）、丙炔（HCCCH3）的分子结构模型，并分析它们分子中最多有几个原子处于同一平面上？注意：有机物分子中碳碳单键可以沿键的方向进行旋转，而碳碳双键则不能旋转。7个5个第15页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一练一练1、正已烷的碳链呈（ ） A、直线形 B、正四面体 C、锯齿形 D、有支链的直线形CCH3 CH3 CH2 CH2 CH2 CH2 CH3-CH2-CH2-CH2-CH2-CH3第16页，共47页，2022年，5月20日，23

8、点43分，星期一 2.请你描述分子：CH2CHCCCH3的空间构型，指出最多有几个碳原子共线？几个碳原子共面？几个原子共面？最多有4个碳原子共线 ，可以旋转5个碳原子共面9个原子共面第17页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一3、下列关于CH3CHCHCCCF3分子的结构叙述正确的是 （ ） A、6个碳原子有可能都在一条直线上 B、6个碳原子不可能都在一条直线上 C、6个碳原子一定都在同一平面上 D、6个碳原子不可能都在同一平面上BC第18页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一4、已知CN是直线型结构,下列有机分子中，所有的原子不可能处于同一平面的是（

9、）CA、CH2CHCNB、CH2CHCHCH2321341234125|C、CH2CCHCH2 CH3D、HCHOE、CH2=CCl2第19页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一B、CH2CHCN A、CH3CHCHCCCF3 321|C、CH2CCHCH2 CH3123465341255、找出下列物质中的饱和碳原子与不饱和碳原子第20页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一有机物结构的表示方法第21页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一如： 戊烷分子式：结构式：C5H12CCCCCHHHHHHHHHHHH优点： 完整地表示出有机化合物

10、分子中每个原子的成键情况对于复杂的分子表示比较繁不足：第22页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一CCCCCHHHHHHHHHHHH结构式：C H3C H2C H2C H2C H3C H3C H2C H2C H2C H3C H3(C H2)3C H3结构简式:可以省略简化的部分： 碳碳单键、碳氢单键第23页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一CCCHHHHCHHHHCH2CHCH2CH3CH2CHCH2CH3CH2CHCH2CH32、碳碳双键、碳碳三键中的“=” “”不能省略第24页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一CCOOHHHH

11、CH3COOHCH3COOH3、醛基、羧基的结构简式有特有的写法第25页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一下列有机物分子的结构简式书写正确吗？1、乙烷：H3C-CH32、乙醇：CH2CH3OH3、丙酸：COOHCH2CH34、丁炔：CHCCH2CH3第26页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 将结构式中氢原子和碳原子符号省略（但羟基、醛基和羧基等官能团中氢原子不能省略），用锯齿状的折线表示有机化合物中的共价键情况，每个拐点和终点均表示一个碳原子。键线式:第27页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一C H3C H2C H2C H2C

12、 H3CH2CHCH2CH3CH3COOHOH第28页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一CH2OHCHOHCHOHCHOHCHOHCHOHOOHOHOHOHOH第29页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一将下列键线式改为结构简式：第30页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一练习：、写出下列有机化合物的结构简式和键线式。（）丙烷（）丙酸（）HCHHCHHHCC第31页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一（）HHHCHHCHCCCC （5）HCHHCHHHCCBrBrHHHHHHHCHHCHCCCC(6)第32页，共

13、47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一1.同分异构现象 化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象，叫做同分异构现象。2.同分异构体 具有同分异构体现象的化合物互称为同分异构体。一、概念同分异构体第33页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3、CH3CH(CH3)CH3 CH3(CH2)3CH3、 CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、 第34页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一思考： (1)产生同分异构现象的本质原因是什么?碳原子的连接方式和成键类型 不同。不是。如甲

14、烷、乙烷、丙烷、乙烯、乙炔、甲醇、甲醛、甲酸等就没有同分异构体。(2)是不是每种分子都具有同分异构体?（3）写出C5H12 、 C6H14、 二甲苯的所有同分异构体第35页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一碳 架 异 构第36页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一a、判类别：确定官能团异构（类别异构）b、写碳链：主链先长后短，支链由整到散，位置由心到边，连接不能到端（末端距离要比支链长），同时考虑同碳、不同碳。c、变位置：变换官能团的位置（若是对称的，依次书写不可重复）。d、氢饱和 ：按照碳四价原理，碳剩余价键用氢饱和。e、多元取代物一般先考虑一取代，

15、再考虑二取代、三取代等二、书写方法第37页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 请仔细观察下面三组有机分子结构，它们是同分异构体吗?为什么?请与同学交流你的想法。第二组分子式为C4H8的烯烃第三组乳酸 第一组分子式为C4H10的烷烃第38页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一第39页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一碳链异构：碳架不同。位置异构：官能团所处的位置不同。官能团异构：有机物所属类别不同。立体异构：空间位置不同。 （顺反异构和对映异构）一般含有碳碳双键手性碳原子（具有旋光性）三、分类第40页，共47页，2022年，5月20

16、日，23点43分，星期一立体异构与自然界的生命活动 某些昆虫的信息素具有一个或多个碳碳双键，它们通常存在顺反异构。一种叫蚕蛾的热带蛾类，雌蛾会分泌出“蚕蛾醇”(如图a)吸引同类雄蛾。蚕蛾醇有多种顺反异构体，图b是其中的一种，它们中只有a能传递相关信息。 蚕蛾信息素及其同分异构体的结构 第41页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 我们能在昏暗的光线下看见物体，离不开视网膜中一种叫“视黄醛”的有机化合物。顺式视黄醛吸收光线后，就转变为反式视黄醛(如图)，并且从所在蛋白质上脱离，这个过程产生的信号传递给大脑，我们就看见了物体。 顺式、反式视黄醛的结构简式 同样，生命体对手性分子

17、也有着神奇的识别能力。很多药用化学物质都存在互为镜像的异构体，其中的一种药效较好，而另一种药效较差甚至可能是有害的。 第42页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 a a a d C=C C=C a b b d 练一练：下列化合物有没有顺反异构体？无顺反异构 无顺反异构当有机物分子中含有碳碳双键且每个双键碳原子所连的另外两个原子或基团不同时，就存在顺反异构现象想一想：丙烯是否存在顺反异构？否第43页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一思考： CH2=CHCH2CH3是否存在顺反异构？否第44页，共47页，2022年，5月20日，23点43分，星期一 1. 下面各种结构都是表示乙烷分子的，其中不正确的是( )A、D 第45页，共47页，2022年，