高中化学选修(有机化学基础)有机物共面共线课件

有机物共面共线了解有机物的共面共线特性,有助于我们掌握有机分子的三维结构,为后续学习有机化学反应提供基础。本节将介绍如何判断有机物是否共面共线,以及其在有机化学中的应用。有机化学基础有机化学概论有机化学是研究含碳化合物的化学分支,关注碳原子与其他原子形成的共价键。包括烃类、卤代烃、醇、醚、羧酸等众多有机物。有机化合物特点有机化合物通常具有复杂的碳骨架结构,分子量较大,性质多样,广泛应用于各领域。有机反应基本类型有机反应主要包括取代反应、加成反应、消除反应等,反应条件和机理各不相同。有机化学研究对象有机化学研究碳化合物的结构、性质、制备和应用,涉及石油化工、医药、农药等领域。有机化合物的分类1按结构分类有机化合物可根据其碳骨架结构分为烷烃、烯烃、炔烃和芳烃等。2按官能团分类按官能团的不同,有机化合物可分为卤代烃、醇类、醚类、酯类等。3按来源分类有机化合物可分为天然有机化合物和人工合成有机化合物两大类。4按性质分类有机化合物还可按其极性、反应活性等性质进行分类。烷烃的命名1根基命名选择最长的碳链作为根基2根基编号从距离最近的烷基取代基开始编号3取代基命名根据取代基的种类和位置命名烷烃的命名遵循以下原则:首先确定最长的碳链作为根基,然后根据取代基的种类和位置加以命名。通过这种系统的命名方法,可以清楚地描述出烷烃分子的结构。烷烃的性质5主态烷烃通常是无色、无臭的气体或液体。180C熔沸点随着碳链长度增加,熔沸点逐渐升高。1.9密度液态烷烃的密度低于水,均小于1.0g/cm³。410自燃温度在特定温度下能自发发生燃烧反应。烷烃的应用燃料烷烃是汽油、柴油等化石燃料的主要组成成分,广泛应用于交通运输、工业生产等领域。化工原料烷烃可以经过化学反应制得塑料、橡胶等大量化工产品,在工业生产中有重要应用。溶剂低分子量的烷烃如己烷、庚烷等可作为优良的有机溶剂,应用于化学工业和清洁领域。生活用途丙烷和丁烷等烷烃广泛应用于家庭炊事、制冷和发电等生活领域。烯烃的命名1根据碳链长度烯烃的命名根据碳链的长度,如乙烯、丙烯、丁烯等。2根据双键位置双键的位置用数字表示,如1-丁烯、2-丁烯。3根据取代基烃基取代基用前缀表示,如甲基乙烯、二甲基丙烯。烯烃的性质不饱和性烯烃分子中含有双键,为不饱和化合物,具有高度活性。加成反应烯烃很容易发生加成反应,如加卤素、加氢等,得到饱和烷烃。电子云密度烯烃双键的电子云密度高,容易与亲电试剂发生反应。环化反应烯烃可以在酸性条件下发生分子内环化反应,生成环状烃。烯烃的制备脱卤可通过对卤代烷类化合物进行消除反应生成烯烃。常用的方法是与强碱作用，去除HX。缩合利用酮或醛与烷基金属试剂反应，如Grignard试剂，生成烯烃。这是合成复杂烯烃的重要方法。脱氢将饱和烃类化合物在高温条件下脱去氢原子，可生成烯烃。这种方法适用于简单烯烃的制备。烯烃的应用化学合成原料烯烃广泛用作化学合成的原料,用于生产环氧乙烷、醇、醛、酸等众多有机化合物。其高度反应活性使其成为重要的合成平台。化工工艺用途乙烯是最简单的烯烃,作为重要的化工原料,被广泛应用于制造塑料、橡胶等化工产品,还可用作燃料和溶剂。高分子材料制造丙烯是制造聚丙烯的主要原料,聚丙烯广泛应用于日用品、包装、纺织等领域。其他烯烃也可制备各种高分子材料。炔烃的命名1根据碳原子数量从2开始以-yne结尾2根据取代基位置1-、2-、3-等标明位置3根据类别单炔烃、二炔烃等炔烃的命名主要有三种方式:按照碳原子数量以-yne结尾、根据取代基位置标明位置、以及根据炔烃类别如单炔烃、二炔烃等。这些方法可以用来清晰地表达炔烃分子的具体结构。炔烃的性质炔烃分子中含有三重键,这赋予了它们独特的化学性质。炔烃具有较高的反应活性,可以参与许多有机反应,如加成反应、取代反应和环化反应。此外,炔烃也具有较大的热值和潜在能量,在燃料应用中具有一定优势。炔烃的制备1电解还原将卤代烷烃在电解液中进行电解还原2脱卤反应通过脱卤反应使用二溴或二氯化合物制备3去水反应从醇类化合物进行脱水反应来制备炔烃的制备方法主要有3种:电解还原法、脱卤反应和去水反应。通过对卤代烃、二卤化合物以及含羟基的化合物进行化学反应,可以得到结构不同的炔烃化合物。这些制备方法简单实用,在实验室和工业生产中都有广泛应用。炔烃的应用合成药物炔烃是许多医药化合物的合成原料,例如可卡因和维生素A。它们在医药工业中有广泛应用。合成材料一些炔烃可以用来生产塑料、橡胶和其他合成材料。这些材料具有优异的性能,广泛应用于工业和日常生活。衍生物合成炔烃可以通过各种反应转化为更复杂的有机化合物,包括烯烃、环烷烃和芳香烃等。这些衍生物在化工、材料等领域有重要应用。燃料少数炔烃如乙炔可作为高能量密度的燃料,在某些场合下可以替代传统燃料使用。芳香烃的性质稳定性芳香烃具有高度的稳定性,其环上碳原子共享电子形成共轭体系,使芳环很难破坏。反应性芳香烃通常会发生亲电取代反应,如取代反应、硝化反应等。颜色芳香烃因其共轭结构而通常为无色或淡黄色。沸点芳香烃的沸点较高,这是因为它们分子间存在较强的范德华力。芳香烃的命名芳香烃命名规则芳香烃的命名主要遵循根式-基团-取代基的顺序。根式通常为苯或多环芳烃。根式命名多环芳烃的命名以最大环为根式,环从左边开始编号。取代基命名取代基以字母数字编号,位置优先级为碳数少的环。优先选择根式环上的取代基。苯的性质苯环具有特殊的稳定性和电子分布,其分子结构呈规则的六边形,每个碳原子均与一个氢原子相连,形成均匀的共轭体系。这使苯具有一定的热稳定性和反应惰性,是典型的芳香烃。6碳原子苯环由6个碳原子构成16π电子苯分子共有6个π电子参与共轭60C熔点苯的熔点为60℃80C沸点苯的沸点为80℃苯的反应苯环的结构特点苯环是一种独特的稳定结构,具有共轭双键,使得它显示出低反应活性和高对称性。苯的取代反应苯环上的氢原子容易被亲电试剂取代,形成取代苯,是有机化学中重要的一类反应。苯的加成反应虽然苯环本身对加成反应不太活跃,但当引入适当基团时,可以发生各种加成反应。烷基卤化物的性质烷基卤化物是一类重要的有机化合物,它们具有独特的理化性质。这类化合物含有一个卤素原子(如氟、氯、溴或碘)与烷基基团相连。烷基卤化物具有较强的极性,容易与亲核试剂发生取代反应,并且容易水解生成醇和卤化氢。它们在药物合成、农药制备和溶剂等领域都有广泛应用。烷基卤化物的应用农业应用烷基卤化物可作为杀虫剂和除草剂,有效控制农业生产中的害虫和杂草。医药应用某些烷基卤化物可以用作局麻药和抗癌药物的原料。工业应用作为化学反应的中间体,烷基卤化物在染料、橡胶和塑料工业中广泛应用。清洁应用挥发性的烷基卤化物可用作干洗溶剂和冰箱制冷剂。羟基化合物的性质亲和力羟基化合物具有强烈的亲和力,能形成氢键,因此溶解性好,沸点高。反应性羟基化合物能发生亲核取代、亲电取代、酯化、醚化等反应。酸碱性羟基化合物中羟基上的氢原子具有一定的酸性,在水溶液中能形成氢氧根离子。羟基化合物的应用医药用途羟基化合物广泛应用于医药领域,如氨基酚、对乙酰氨基酚等作为常见药物。日用品羟基化合物也可用作香料、化妆品等日用品的原料,如酒精、甘油等。工业用途一些羟基化合物还可用于工业生产,如酚类化合物可作为塑料和树脂的原料。醚类化合物的性质300沸点醚类化合物的沸点普遍较低,因为分子间力较弱。6.6密度醚类一般比水轻,密度为0.65-0.92g/cm³。$30倍数醚类化合物的溶解度是水的20-30倍。醚类化合物普遍无色无味,是典型的极性分子。它们具有良好的稳定性和反应性。醚分子中的氧原子和碳氢键之间的极性差异是决定醚性质的关键因素。醚类化合物的应用溶剂醚类化合物广泛用作有机溶剂,因为它们极性较低,易挥发,且具有良好的溶解性。如二氯甲烷、乙醚等常用于实验室中进行提取、溶解等过程。医药一些醚类化合物如麻醉药乙醚、异丙醚等曾广泛应用于外科手术中。此外,一些醚类化合物也作为药物中间体被用于制药。燃料醚类化合物如二甲醚可作为清洁高效的燃料被使用。它可以替代部分汽油,减少尾气排放。工业化学品一些醚类化合物如环氧乙烷、四氢呋喃等被用作工业原料,制造洗涤剂、塑料、橡胶等化工产品。羧酸的性质羧酸是一类含有羧基(-COOH)的有机化合物,具有独特的化学性质。羧酸分子中的羟基(-OH)和羧基(-COOH)赋予了它强的酸性,有较强的质子供给能力。同时,羧酸分子还有不饱和的双键,容易发生各种化学反应。从图中可以看出,羧酸具有较强的酸性、亲核性和极性,这些性质决定了羧酸广泛参与各种有机合成反应。羧酸的应用1食品保鲜羧酸如醋酸和柠檬酸可以作为食品防腐剂,抑制微生物生长,延长食品保质期。2医药制造羧酸如乙酸和水杨酸广泛用于制造药品,如阿司匹林和维生素C。3工业化学品羧酸可用作原料制造染料、塑料、橡胶和洗涤剂等工业化学品。4肥料生产羧酸如腐植酸可作为天然肥料,改善土壤结构和养分含量。酯类化合物的性质酯类的结构特点酯类化合物含有羰基(C=O)和烷基或芳基基团,通过共价键形成特有的分子结构。性质特点熔点和沸点酯类普遍具有较低的熔点和沸点,易挥发。极性酯键具有一定的极性,但整体分子比较非极性。反应性酯键容易水解,在酸或碱的作用下分解成羧酸和醇。酯类化合物的应用1食品和香料许多酯类化合物被用作食品添加剂和香料,如乙酸乙酯用于水果的人工香料。2塑料和涂料酯类化合物广泛用于制造塑料和涂料,增强它们的耐久性和柔韧性。3医药和化妆品某些酯类化合物具有生物活性,被用作药物和个人护理产品的成分。4润滑剂酯类化合物可以作为润滑油和防锈剂,在机械和工业应用中广泛使用。有机合成反应的基本类型加成反应在有机合成中常见的一种基本反应类型,通过两个或更多分子的结合形成新的化合物。常见于烯烃、炔烃等的加成反应。取代反应一个原子或基团被另一个原子或基团所取代的反应过程。广泛应用于脂肪族化合物和芳香族化合物的合成。消除反应一个分子中的某些原子或基团