有机化合物分子式的结构与分类
有机化合物分子式的结构与分类
有机化合物分子式的结构与分类1.脂肪烃：脂肪烃是由碳和氢构成的碳氢化合物。
根据分子结构，脂肪烃可以进一步分为以下几类。
-烷烃：烷烃是只由碳和氢原子构成的链状化合物。
最简单的烷烃是甲烷(CH4)，其他例子包括乙烷(C2H6)、丙烷(C3H8)等。
-烯烃：烯烃是含有一个或多个双键的链状化合物。
例子包括乙烯(C2H4)、丙烯(C3H6)等。
-炔烃：炔烃是含有一个或多个三键的链状化合物。
例子包括乙炔(C2H2)、丙炔(C3H4)等。
2.芳香化合物：芳香化合物是由苯环或苯环衍生物构成的化合物。
苯环是由六个碳原子组成的环状结构，通常用一个圆圈表示。
例子包括苯(C6H6)、甲苯(C6H5CH3)等。
3.醇：醇是由一个或多个羟基(-OH)与碳原子结合而形成的化合物。
根据碳原子的数目，醇可以分为以下几类。
-单元醇：只含有一个羟基的醇。
例子包括甲醇(CH3OH)、乙醇(C2H5OH)等。
-二元醇：含有两个羟基的醇。
例子包括乙二醇(HOCH2CH2OH)、丙二醇(HOCH2CH(OH)CH3)等。
4.醚：醚是由一个氧原子连接两个碳原子而形成的化合物。
根据碳链的结构，醚可以分为以下几类。
-脂肪醚：碳链两边连接着不同的烷烃基团。
例子包括乙醚(CH3OCH3)、异丙醚(CH3CH(OCH3)CH3)等。
-腈醇醚：氧原子连接着碳链上一个羟基和一个氰基(-C≡N)。
例子包括甲基氰醇(CH3OCN)、乙基氰醇(CH3CH2OCN)等。
5.醛：醛是由一个羰基(C=O)和一个碳原子结合而形成的化合物。
例子包括甲醛(HCHO)、乙醛(CH3CHO)等。
6.酮：酮是由一个或多个羰基与两个碳原子结合而形成的化合物。
例子包括丙酮(CH3COCH3)、己酮(CH3CO(CH2)4COCH3)等。
7.酸：酸是由一个或多个羧基(-COOH)与碳原子结合而形成的化合物。
例子包括甲酸(HCOOH)、乙酸(CH3COOH)等。
8.酯：酯是由一个羧基和一个氧原子连接两个碳原子而形成的化合物。
高三第一轮复习之有机物的分类、结构和命名
立体异构
乳酸
练习：
10个碳原子以内，一溴代物只有一种的烷烃？
CH4
CH3 CH3 C CH3
CH3CH3
CH3 CH3
CH3 C
C
CH3
CH3
CH3 CH3
2.确定一元取代物的同分异构体的基本方法与技巧
(1)等效氢
①同一碳原子上的氢原子是等效的 ②同一碳原子上所连接甲基上的氢原子是等效的 ③处于同一面对称位置上的氢原子是等效的 练习： 某烃的一种同分异构体只能生成一种一氯化物， 该烃的结构简式（分子式）可能是：
体的相对密度为D相对)
(三)有机化合物结构的研究
有机化合物中相对稳定的一部分结构 1.基团： 1838年李比希提出了“基”的定义 ： 1.基是一系列化合物中不变的部分
2.基在化合物中可被某种元素的单个原子所置换 3.置换基的基团，可被其他基团所取代
羟基 -OH 醛基 -CHO 羧基 -COOH 氨基 -NH2 烃基 -R
甲醚的核磁共振谱图显示 分子中只有一种氢原子
乙醇的核磁共振谱图 显示分子中有三种氢原子
(2)红外光谱(IR)
利用有机化合物分子中不同基团的特征吸收频 率不同，测试并记录有机化合物对一定波长范 围的红外光吸收情况，可用来判断该有机化合 物具有哪些基团。
乙醇的红外光谱图 分子中有三种基团（依次 为-OH、-CH3、-CH2）
一、有机物的分类
1.按官能团分类
烯烃、炔烃、卤代烃、醇、酚、醛、羧酸、酯、 醚、氨基酸…
2.按碳的骨架分类
链、环(脂环、芳香)
3.按含元素分类
烃、烃的衍生物
二、有机物的结构特点
有机化合物的分类1
复习： 定义：大多数含碳元素的化合物叫有机物
CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其 盐、硫氰酸（HSCN） 、氰酸（HCNO）及其盐、 金属碳化物（CaC2）等除外。
有机物特性：易燃烧；易碳化； 受热易分解； 化学反应慢、复杂；一般难溶于水 组成元素： C 、H、O 、N、P、S、卤素等
用系统命名法命名
CH3—CH CH—CH2—CH3
CH3 CH3
2，3—二甲基戊烷 2，3—二甲基—2—戊烯
主链名称 双键位置
CH2 C—CH— CH2—CH3 CH3CH3
2，3—二甲基—1—戊烯
取代基名称
取代基数目
取代基位置
1 2
CH 2
CH—CH
CH2
1，3—丁二烯 CH3—C C—CH—CH3 CH3 4—甲基—2—戊炔
三键上的碳是sp杂化，形成三键的碳以及与之 直接相连的原子处于同一直线（4原子）上， 碳碳三键含1个σ键2个∏键
5.苯的结构特征：
6个C和6个H共平面，碳是sp2杂化，
碳氢间σ键，碳碳间σ键和大∏键 烃分子中，仅以单键方式成键的碳原子称为 饱和碳原子；以双键或叁键方式成键的碳原 子称为不饱和碳原子。 只有单键可以在空间任意旋转。
【思考与交流】
1、下列括号中的杂质可以用什么方法除去。
（1）酒精（水） （3）甲烷（乙烯） （5）溴水（水） （2） KNO3（NaCl ） （4）乙酸乙酯（乙醇） （6）NaCl（泥沙）
2、物质分离和提纯的区别
练习1、命名下列烯烃和炔烃
CH C—CH—CH—CH3 CH3 C2H5 CH 2 C—CH2—CH2—CH3 CH2CH3 CH3—CH2—C C—CH—CH3 CH3
有机化学知识的基本概念第一节有机化合物的组成和结构
强极性键：如C—O、O—H、C—X等键，一般性质活泼， 较易断裂而发生化学反应。
三、结构与性质的关系：
1、结构与物理性质： （1）熔、沸点：分子量越大；分子中支链越少；分子极
性越大的熔沸点越高。 （2）、溶—解C性H：O只等有官分能子团中的含低有级—化O合H物、可—溶N于H2水、。—其CO余O的H
反应基团：C=C、C=O、C≡C、苯环上的键等
C=O + H—H → H—C—O—H (加氢)
C=C + H—CN → H—C—C—CN (加氢氰酸)
C=C + H—X → H—C—C—X (加卤化氢) C=C + H—OH → H—C—C—OH (加水)
加成反应的规律
. 1mol双键需1molH2 ; 1mol叁键需2molH2 .加成反应发生后，碳链结构不变，一般碳原子数目不 变，但加氢氰酸(HCN)后，碳原子数增加一个。
单体分子中一般应含有至少两个可以发
缩
生缩合反应的官能团
聚 特 反应通常发生在官能团上
反 点 高分子链中一般要通过氧、氮等原子相
·能发生银镜反应的物质有：醛、甲酸、甲酸酯、甲酸盐
有机物燃烧的规律： ⑴ N→有N机2、物X燃→烧H时X，各元素的最终产物：C→CO2、H→H2O、 ⑵烃和烃的含氧衍生物完全燃烧后，产物均为CO2和H2O ⑶烃的含氧衍生物燃烧的耗氧量可转化为烃燃烧的耗氧量
⑷1molC消耗1molO2，4molH消耗1molO2 ⑸ Cn符H2合nO通z的式有C机nH物2nO完z全的燃有烧机，物其完产全物燃C烧O规2和律H:2O(符g)合的通体式积相等。 ⑹100℃以上，有机物完全燃烧前后气体体积不变化的规律。
有机化合物分子式的结构与分类
有机化合物分子式的结构与分类有机化合物是由碳与氢以及其他元素（如氮、氧、硫等）构成的化合物。
由于碳原子具有四个可用于与其他原子形成共价键的电子，因此有机化合物可以形成多样的结构。
有机化合物的分子式是用元素符号表示化合物中所含元素的种类和摩尔比，但并不能提供有关分子内原子之间连接方式的信息。
因此，结构式不仅提供了有机化合物中的原子类型和数目，还提供了分子内原子之间的连接方式。
1.根据骨架结构的分类：-锥状结构：例如，正己烷、正庚烷等。
-环状结构：例如，环己烷、苯等。
-支链状结构：例如，异丙醇、异丁烷等。
2.根据功能基团的分类：-烯烃：具有碳-碳双键的化合物，例如乙烯。
-醇：含有羟基（-OH）的化合物，例如乙醇。
-酚：含有苯环上结合羟基的化合物，例如苯酚。
-醛：含有羰基（>C=O）的化合物，例如乙醛。
-酮：含有连续两个碳上的羰基的化合物，例如丙酮。
-酸：含有羧基（-COOH）的化合物，例如乙酸。
-酯：含有酯基（-COO-）的化合物，例如乙酸乙酯。
-酰胺：含有酰胺基（-CONH2）的化合物，例如乙酰胺。
-胺：含有氨基（-NH2）的化合物，例如乙胺。
-酮醇：同时含有酮和醇基团的化合物，例如丙酮醇。
3.根据官能团的分类：-卤代烃：含有卤素（F、Cl、Br、I）取代的烃基，例如氯代乙烷。
-硝基化合物：含有硝基（-NO2）的化合物，例如硝酸甘油。
-氨基化合物：含有氨基（-NH2）的化合物，例如甲胺。
综上所述，有机化合物的结构和分类是由其骨架结构、功能基团和官能团等因素决定的。
了解这些信息有助于我们理解有机化合物的性质、反应以及其在生物、化学和医药等领域中的应用。
有机化合物分类及结构
有机化合物分类及结构授课对象昊授课教师张⽼师授课时间2⼩时授课题⽬有机化合物的分类和结构课型复习使⽤教具讲义、笔教学⽬标1、从结构上认识有机化学、有机化合物物的结构特点及含义；2、了解有机化合物常见的分类⽅法；3、掌握常见官能团的结构和名称；教学重点和难点1、有机物的主要类别及官能团；2、有机物的成键特点、同分异构现象。
参考教材选修5教学流程及授课详案⼀、知识回顾1.有机物的定义：含碳化合物。
CO、CO2、H2CO3及其盐、氢氰酸（HCN）及其盐、硫氰酸（HSCN）、氰酸（HCNO）及其盐、⾦属碳化物等除外。
2.有机物的特性：容易燃烧；容易碳化；受热易分解；化学反应慢、复杂；⼀般难溶于⽔。
3.烃：只含碳氢两种元素的有机化合物4.烃的衍⽣物：是指烃分⼦⾥的氢原⼦被其他原⼦或原⼦团取代所⽣成的⼀系列新的有机化合物。
5.官能团：是指决定化合物化学特性的原⼦或原⼦团．6.分类(⼀)、按碳的⾻架分类：有机化合物链状化合物脂肪环状化合物脂环化合物化合物芳⾹化合物1．链状化合物这类化合物分⼦中的碳原⼦相互连接成链状。
（因其最初是在脂肪中发现的，所以⼜叫脂肪族化合物。
）如：正丁烷正丁醇2．环状化合物这类化合物分⼦中含有由碳原⼦组成的环状结构。
它⼜可分为两类：（1）脂环化合物：是⼀类性质和脂肪族化合物相似的碳环化合物。
如：环戊烷环⼰醇（2）芳⾹化合物：是分⼦中含有苯环的化合物。
如：苯萘(⼆)、按官能团分类：有机物的主要类别、官能团和典型代表物时间分配及备注CH3CH2CH2CH3CH3CH2CH2CH2OHOH类别官能团典型代表物的名称和结构简式烷烃————甲烷CH4⼄烯CH2=CH2烯烃双键炔烃—C≡C—三键⼄炔CH≡CH芳⾹烃————苯卤代烃—X（X表⽰卤素原⼦）溴⼄烷CH3CH2Br醇—OH 羟基⼄醇CH3CH2OH酚—OH 羟基苯酚⼄醚CH3CH2OCH2CH3醚醚键醛醛基⼄醛酮羰基丙酮羧酸羧基⼄酸酯酯基⼄酸⼄酯⼆、例题解析1、下列含羟基（－OH）的有机物属于酚的是2、下列有机物中：（1）属于芳⾹族化合物的是。
高中化学中的有机化合物环状结构的命名与分类
高中化学中的有机化合物环状结构的命名与分类有机化合物是化学中一类重要的化合物，其分子中主要含有碳元素，且通常还含有氢、氧、氮、硫等元素。
在有机化学中，环状结构的有机化合物是一类常见且重要的分子结构。
这些分子以环状结构为特征，由多个碳原子和一些其他原子组成。
在高中化学中，学生通常需要学习有机化合物中的环状结构的命名与分类。
这个任务旨在帮助学生了解和学习有机化合物环状结构的命名规则和分类原则。
有机化合物中的环状结构可以基于环状碳原子数量进行分类。
根据碳原子的数量，我们可以将其分为三类：碳原子数为3的环状结构称为环丙烷类，碳原子数为4的环状结构称为环丁烷类，碳原子数为5或更多的环状结构称为环戊烷类。
在这些类别中，分子中的碳原子数量决定了环状结构的稳定性和特性。
对于环丙烷类化合物，由于环内只有3个碳原子，因此分子的稳定性相对较低。
一个简单的例子是环丙烷，它由三个碳原子组成，分子式为C3H6。
环丙烷的命名遵循一定的规则，首先，我们要确定它是环丙烷类化合物，然后，根据碳原子的编号，对环丙烷中的碳原子进行编号，最后，根据编号的顺序给每个碳原子指定修饰基。
例如，环丙烷的系统命名为“环丙基”，其中“环”表示环状结构，“丙”表示环内碳原子数为3，“基”表示修饰基。
因此，环丙烷的系统命名为“环丙基”。
对于环丁烷类化合物，由于环内有4个碳原子，因此分子的稳定性相对较高。
一个常见的例子是环丁烷，它由四个碳原子组成，分子式为C4H8。
同样，环丁烷的命名也遵循一定的规则，首先，确定它是环丁烷类化合物，然后，根据碳原子的编号，对环丁烷中的碳原子进行编号，最后，根据编号的顺序给每个碳原子指定修饰基。
例如，环丁烷的系统命名为“环丁基”，其中“环”表示环状结构，“丁”表示环内碳原子数为4，“基”表示修饰基。
因此，环丁烷的系统命名为“环丁基”。
对于环戊烷类化合物，由于环内有5个或更多的碳原子，因此分子的稳定性更高。
一个典型的例子是环戊烷，它由五个碳原子组成，分子式为C5H10。
有机化合物的结构、命名、同分异构现象及电子效应
（2）σ 键与π 键：
σ键 两个原子的轨道沿键轴方向重叠，电子云绕着键 轴对称分布。
π键
两个原子的轨道互相平行 进行最大的侧面重叠，电 子云分布在两个原子键轴 的平面的上方和下方。
甲烷的分子结构
乙烷的分子结构
乙烯的分子结构
乙炔的分子结构
（3）电子的离域——离域键 分子轨道理论：组成 分子的所有原子的价 电子不只从属于相邻 的原子，而是处于整 个分子的不同能级的 分子轨道中。
N 1 H
N
1
O
1
OCH3
H 3C
N
2－ 甲 基 － 4－ 甲 氧 基 吡 啶
9、部分化合物的俗名、部分缩写
蚁酸、醋酸、草酸、硬脂酸、软脂酸、酒石 酸、肉桂酸、苦味酸、葡萄糖、果糖、麦芽 糖、蔗糖、核糖、脱氧核糖、甘氨酸、卤仿、 甘油；DMF、THF、DMSO、DNA、RNA
要点：
1、掌握母体的选择、主碳链的选择以 及编号原则。
5 － 溴 － 2 － 己 炔
6、次序规则
在系统命名法中，取代基排列的先后顺序、顺反构 型的确定、手性化合物的构型等都是根据次序规则， 按一定的方法确定。 (i) 将原子或原子团游离价所在的原子按原子序数大 小排列，原子序数大的原子优先于原子序数小的 原子。 例如：Br>Cl>O>C>H (ii) 对同位素元素，则按相对原子质量大的优先于相 对原子质量小的排列。 例如：T>D>H
路易斯式
H H HC C H H H H H HC C H
H H CC HC CH CC H H
凯库勒式
H H HC C H H H
H H C C H H
结构简式：CH3CH2CH2CH2CH3 键线式
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例2 某烃含H 17.2%，求分子式。
解析： w(C)=82.8%<85.7% ，符合烷烃。 设碳原子数为n，则
2n+2 = 0.172 14n+2
n= 4 该烃分子式为C4H10
3.燃烧方程式法
烃的含氧衍生物完全燃烧的化学方 程式为：
xCO2+
y 2
y z CxHyOz + (x+ 4 - 2 )O2
y 1 1+ 4 = 10 60-35
y xCO2+ H O(l) △V 2y 2 y x 1+ 4 2 60-35
y 10(x+ 4 ) ≤50
y=6
选BC
x≤3.5
4.商余法
例4
某有机物A的相对分子质量为128, C9H20 或 C10H8 。 若A是烃,则它的分子式可能是 若A为烃的含氧衍生物(分子中含2个氧原子）,分子 C7H12O2 。 式可为
有机物的命名
1、俗名 酒精（乙醇）、甘油（丙三醇） 、 蚁 酸（甲酸）、 水杨酸（邻羟基苯甲酸）、 氯仿（三氯甲烷）、草酸（乙二酸）
有机物的命名
2、普通命名法（适用于简单化合物）
烷烃习惯命名法的基本原则
1、碳原子数后面加一个“烷”
2、碳原子数的表示方法
①碳原子数在1～10之间，用天干：甲、乙、丙、丁、 戊、己、庚、辛、壬、癸 表示 ②碳原子数大于10时用实际碳原子数表示：如十一烷
二、有机物分子式的确定
1.实验式（最简式）法
相对原子质量
由元素的 种类和含 量
相对分子质量
实验式
分子式
相对分子质量的基本求法： a. 定义法：M= m n b.标况下气体密度ρ：M=22.4*ρ c.相对密度法(d)：M=d*M另
注意：
(1)某些特殊组成的最简式,在不知化合物的相对 分子质量时,也可根据组成特点确定其分子式。 例如：最简式为CH3的烃，其分子式可表示为 (CH3)n 当n=2时,氢原子已达饱和,故其分子式为 C2H6。 (2)若最简式中的氢原子已达饱和,则最简式即为 分子式。 例如：实验式为CH4、CH3Cl、C2H6 O、 C4H10O3等有机物，其实验式即为分子式。
例1：有机物A中含C、H、O, w(C)=44.1% ,w(H)=8.82%, (1)求A的最简 式;(2)求A的分子式。
解析： w(O)=47.08% 47.08 n(C)：n(H)：n(O)= 44.1 ：8.82 ：16 12 1 = 5 ：12 ：4 最简式为C5H12O4; 氢原子已经饱和，故分子式为C5H12O4
一、有机物组成元素的判断
一般来说，有机物完全燃烧后，各元素 对应的产物为C→CO2，H→H2O，某有机物 完全燃烧后，若产物只有CO2和H2O ，其组 成元素肯定有C、H可能有O。 欲判断该有机物中是否含氧元素，首先 应求出产物CO2中碳元素的质量及H2O中的 氢元素的质量，然后将C、H质量之和与原 有机物相比，若两者的质量相等，则组成中 不含氧，否则含有氧。
从通式对应关系可得出如下规律：
有机物分子里的氢原子以烷烃(或饱和醇)为充 分饱和结构(只含C—C、C—H、C—O等单键) 的参照体。 ①每少2个H，就可以有一个“C=C”或 “C=O” 或形成一个单键碳环； ②每少4个H，就可以有一个“C≡C”或两个 “C=C” ； ③每少8个H，就可以有一个“苯环”。 烃的含氧衍生物中，氧原子数的多少并不影 响以氢原子数为依据来判断有机结构特征。 例如饱和多元醇(像乙二醇、丙三醇)都可以用 通式CnH2n+2Ox来表示，分子中只含各种单 键。
【考题精练】 1.{97 (全国化学)34题} A、B都是芳香族化合物， 1molA水解得到1molB和1mol醋酸。A、B的相对 分子质量都不超过200，完全燃烧都只生成CO2和 H2O。且B分子中碳和氢元素总的质量分数为 65.2%。A溶液具有酸性，不能使FeCl3溶液现色。
（1）A、B的相对分子质量之差为
③若存在同分异构体：根据分子中支链的多少以正、异、新
来表示
正丁烷
CH3CH2CH2CH3
异丁烷 CH3CHCH3
CH3
有机物的命名——烷烃的命名
3、系统命名法（IUPAC命名法） a. 选主链
①选最长碳链作主链，支链作取代基，按主链中碳 原子数目称作“某烷”。 ②遇多个等长碳链，则取代基多的为主链。
如果不规定O氧原 子个数呢？
C8H16O 、、C6H8O3 、C5H4O4
5.假设法
例5 某一元羧酸A，含碳的质量分数为 50%，氢气、溴、溴化氢都可与A发 生加成反应，试确定A的分子式。
解析：分子中含一个-COOH，且含不饱和键。 设烃基中不饱和度为x，则分子式为CnH2n2xO2 （n≥3） 12n = 0.5 ， 5n=16-x 14n-2x+32 讨论：只有n=3时，x=1符
上式中若z＝0，即为烃燃烧的规律。
例3 10ml某气态烃在50ml氧气中充分燃烧 ,得到 液态水和35ml混合气（所有气体体积在同温 同压下测定）,该烃可能是（ ） A. CH4 B. C2H6 C. C3H6 D. C4H6
解析:
CxHy+ (x+ y )O2 4y 1 x+ 4 y) 10 10(x+ 4
（2）1个B分子中应该有
42
。
3
。
个氧原子。
（3）A的分子式是
C9H8O4
（4）B可能的三种结构简式是：
。
答案：
OH
OH
（ 4）
COOH
OH COOH
COOH
2.通式法
常见有机物的通式(注意n范围)： 烷 烃：CnH2n+2 烯烃 或 环烷烃：CnH2n 炔烃 或 二烯烃：CnH2n-2 苯或苯的同系物：CnH2n-6 饱和一元醇或醚：CnH2n+2O 饱和一元醛或酮：CnH2nO 饱和一元羧酸或酯：CnH2nO2
有机物分子结构的确定——物理方法(波谱法)
化学方法以官能团的特征反映为基础，鉴定出官能团， 还要制备它的衍生物以进一步确认其结构。当化合物 结构比较复杂时，往往要耗费大量时间。物理方法 （波谱法）具有微量、快速、准确、信息量大等特点。 (1)质谱——可快速、准确测定有机物的相对分子质量。 (2)红外光谱——可以获得分子中含有何种化学键或官 能团的信息。 ⑶核磁共振氢谱——可推知有机物分子中有几种不同 类型的氢原子及它们的数目之比。