最简单的有机化合物——烷烃

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烷烃的性质知识点总结

烷烃的性质知识点总结

烷烃的性质知识点总结1. 直链烷烃直链烷烃是指所有碳原子通过单键直接连接成一条直链的烷烃,其通式为CnH2n+2,n为碳原子数。

直链烷烃是最简单的烷烃类别,包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷等。

直链烷烃的物理性质取决于其分子大小和分子间作用力。

一般来说,较小的直链烷烃是气态的,而随着分子大小的增加,直链烷烃的物理状态逐渐转变为液态和固态。

2. 支链烷烃支链烷烃是指在碳原子链中有一个或多个分支的烷烃。

支链烷烃的结构具有多样性,因此其物理性质与直链烷烃有所不同。

支链烷烃也称为异构烷烃,是由于分支的存在而使得同一分子式的化合物的碳骨架有多种连接方式。

支链烷烃在空间构型上的不同,导致了它与直链烷烃在物理性质、化学性质和应用领域上的差异。

性质的差异主要表现在以下方面:1. 沸点和熔点:支链烷烃的沸点和熔点一般比相应的直链烷烃低,这是由于分支结构减小了分子间作用力,使得分子内部的相互作用变得较弱。

2. 空间构型:支链烷烃分子的空间构型比直链烷烃更加复杂,这使得支链烷烃分子的空间取向更加多样,对其物理性质和化学性质产生了影响。

3. 化学性质:支链烷烃的化学性质也受到其分支结构的影响。

由于支链烷烃比直链烷烃的分子结构更为复杂,支链烷烃在燃烧和反应中的行为往往更加复杂。

总的来说,烷烃具有以下的一些共性性质:1. 易燃性:烷烃是易燃的化合物,它们通常可以和氧气发生反应,放出大量的热量。

2. 化学惰性:烷烃中的碳碳和碳氢键都是非极性的,因此烷烃在很多常见的化学条件下是比较稳定的。

3. 溶解性:烷烃是非极性化合物,因此它们通常会溶解在非极性溶剂中,例如苯、甲苯等,而在极性溶剂中溶解性较差。

4. 燃烧性:烷烃易于燃烧,只需有适当的点火源或者高温,就能够和氧气反应,放出大量的热量,并产生二氧化碳和水。

5. 聚合性:烷烃可以通过聚合反应,形成高聚物,例如聚乙烯、聚丙烯等。

在聚合过程中,烷烃分子中的碳碳键和碳氢键将参与到聚合反应中,形成高分子结构。

烷烃教学课件

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三、同系物 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。 同系物的特点:
结构相似、组成相差一个或若干CH2原子团、 分子式不同、化学性质相似。


丁烷
C17H36
分析上述烷烃的分子式,你可以发现它们中碳原子的 个数与氢原子的个数之间有什么关系?
(4)烷烃的通式:CnH2n+2 ( n≥1 )

2、烷烃的性质
(1)烷烃的物理性质
名称 甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 癸烷 十七 烷 结构简式
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四、同分异构体 化合物具有相同的分子式,但具有不同结构式的现 象叫做同分异构现象。 具有同分异构现象的化合物互称为同分异构体。
H H H H H C C C C H H H H H
正丁烷
H H H H C C C H H H H C H H
CH3CH3
3 3 3 3 3 2 3 2 2 2 3 2 8 2 15
相对密 什么 度 原 -161.7 因??
-88.6 -42.2 0.5005



3 3 3 3
气 液
渐 -0.5 升 高
36.1 174.1 303
渐 0.5788
0.5572
增 大

0.7298 0.7767

例:下列物质是否为同系物? ① CH3CHO 和 CH3COOH 否 H2 C ② CH2=CH2和 否 CH2 H 2C ③ CH4 和 CH3CH3 是 CH3-CH2-CH-CH3 是

CH3
④ CH3CH2CH3 和
⑤ CH3

有机化学—烷烃

有机化学—烷烃
(CH3)3C-叔丁基 > CH3CH2(CH3)CH-仲丁基 > (CH3)2CH- 异丙基>(CH3)2CHCH2-异丁基 > CH3CH2CH2CH2-正丁基 > CH3CH2CH2-正丙基 > CH3CH2-乙基 > CH3-甲基
例:用衍生命名法给下列烷烃命名
CH3CHCH2CH3 CH3
戊烷
烷烃
同分异构
同分异构的分类
构造异构
碳链异构(正丁烷和异丁烷) 官能团位置异构(1-丁烯和2-丁烯) 官能团异构(乙醇和二甲醚)
互变异构(乙酰乙酸乙酯酮式和烯醇式)
立体异构
构型异构
顺反异构(烯烃) 光学异构(旋光异构)
构象异构(烷烃,环己烷,糖类)
一、烷烃的构造异构 分子构造:分子中原子间互相连接的顺序和方式。
CH4
C2H6
C3H8
C4H10
H
HH
HHH
HHHH
H C HH C C HH C C C HH C C C C H
H 甲烷
HH 乙烷
HHH 丙烷
HHHH 丁烷
第一节 烷烃的命名
一、伯、仲、叔、季碳原子和伯、仲、叔氢原子
1 H(伯氢)
2 H(仲氢)
H3C CH2 CH2 CH3
1 C(伯碳,一级碳) 2 C (仲碳,二级碳)
➢同系列 同系差 同系物 具有同一通式,结构、性质相似,组成上相差一个或若干个CH2 的一系列化合物称为同系列。CH2称为系差,同系列中各化合物 互称为同系物。如甲烷,乙烷,丙烷等都属于烷烃系列,三者彼此 之间互称烷烃同系物。
CH4 甲烷
C2H6 乙烷
C3H7 丙烷
C4H8 丁烷

烷烃、环烷烃

烷烃、环烷烃

烷烃烷烃即饱和烃(saturated group),是只有碳碳单键的链烃,是最简单的一类有机化合物。

烷烃分子里的碳原子之间以单键结合成链状(直链或含支链)外,其余化合价全部为氢原子所饱和。

烷烃分子中,氢原子的数目达到最大值,它的通式为CnH2 n+2。

分子中每个碳原子都是sp3杂化。

最简单的烷烃是甲烷。

烷烃中,每个碳原子都是四价的,采用sp3杂化轨道,与周围的4个碳或氢原子形成牢固的σ键。

连接了1、2、3、4个碳的碳原子分别叫做伯、仲、叔、季碳;伯、仲、叔碳上的氢原子分别叫做伯、仲、叔氢。

为了使键的排斥力最小,连接在同一个碳上的四个原子形成四面体(tetrahedro n)。

甲烷是标准的正四面体形态,其键角为109°28′(准确值:arccos(-1/3))。

理论上说,由于烷烃的稳定结构,所有的烷烃都能稳定存在。

但自然界中存在的烷烃最多不超过50个碳,最丰富的烷烃还是甲烷。

由于烷烃中的碳原子可以按规律随意排列,所以烷烃的结构可以写出无数种。

直链烷烃是最基本的结构,理论上这个链可以无限延长。

在直链上有可能生出支链,这无疑增加了烷烃的种类。

所以,从4个碳的烷烃开始,同一种烷烃的分子式能代表多种结构,这种现象叫同分异构现象。

随着碳数的增多,异构体的数目会迅速增长烷烃还可能发生光学异构现象。

当一个碳原子连接的四个原子团各不相同时,这个碳就叫做手性碳,这种物质就具有光学活性。

烷烃失去一个氢原子剩下的部分叫烷基[1],一般用R-表示。

因此烷烃也可以用通式RH来表示。

烷烃最早是使用习惯命名法来命名的。

但是这种命名法对于碳数多,异构体多的烷烃很难使用。

于是有人提出衍生命名法,将所有的烷烃看作是甲烷的衍生物,例如异丁烷叫做2-一甲基丙烷。

现在的命名法使用IUPAC命名法,烷烃的系统命名规则如下:找出最长的碳链当主链,依碳数命名主链,前十个以天干(甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸)代表碳数,碳数多于十个时,以中文数字命名,如:十一烷。

烷烃结构特点。

烷烃结构特点。

烷烃结构特点。

烷烃是一类由碳和氢原子组成的有机化合物,属于脂肪族烃。

它们的分子由碳原子链构成,且每个碳原子上都与足够数量的氢原子相连。

烷烃分子中的碳原子通过共价键连接,并且每个碳原子都饱和地与四个其他原子相连,这意味着它们不具有任何双键或芳香环结构。

烷烃由于其简单的结构和稳定性,在化学和石油工业中有广泛的应用。

烷烃的一大特点是其结构的多样性。

烷烃可以存在不同数量的碳原子,并且可以形成直链、支链和环状结构。

直链烷烃是最简单的烷烃,由一系列连续的碳原子组成,每个碳原子上都连接有两个氢原子。

例如,甲烷(CH4)是最简单的直链烷烃,它仅由一个碳原子和四个氢原子组成。

支链烷烃是由直链上的一些碳原子被其他碳原子取代形成的,这些取代基可以是其他碳原子链、氢原子或其他官能团。

环状烷烃由碳原子形成环状结构,但每个碳原子仍然与四个其他原子相连。

烷烃的结构特点使其具有许多重要的性质和应用。

首先,烷烃由于其饱和的碳原子结构,具有较高的化学稳定性。

这使得烷烃在常温下不易发生化学反应,因此在许多工业过程中被广泛使用。

其次,烷烃的碳-碳和碳-氢键都是非极性键,这使得烷烃在非极性溶剂中有良好的溶解性。

这种溶剂特性使得烷烃在化学反应和有机合成中起到重要的媒介作用。

烷烃的燃烧具有高能量释放和较低的污染物生成的特点,因此被广泛应用于燃料方面。

烷烃是石油和天然气中最常见的化合物,也是化学工业的重要原料。

它们用于制造塑料、橡胶、润滑油、溶剂等。

烷烃还可以通过催化剂的作用进行催化裂化和重整反应,产生高附加值的化学品和燃料。

总结起来,烷烃是一类由碳和氢原子组成的有机化合物,具有碳原子链的特点。

它们的结构多样,可以存在直链、支链和环状结构。

烷烃由于其简单的结构和化学稳定性,在化学和石油工业中具有广泛的应用。

烷烃的主要特点包括高稳定性、溶解性和燃烧性。

它们被广泛用作燃料和化学工业的原料,并通过催化反应生成其他高附加值的化合物。

最简单的有机化合物 烷烃

最简单的有机化合物 烷烃

CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3
[思考]某烷烃的 相对分子质量是 156,试写出该烷 烃的分子式.
CH3CH2CH2CH3
CH3(CH2)3CH3 甲烷是含氢 CH3(CH2)8CH3 量最高的烃
CH3(CH2)15CH3
4、烷烃的通式: CnH2n+2 ( n≥1 )
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个-CH2-原子团
质子数相 同,中 子数不 同的原 子之间
化学性质 几乎一 样,物 理性质 有差异
H、D、T
单质
有机物
属同一种元 结构相似的同一
素的单质 类物质;符合
之间
同一通式;相
对分子质量不
同,且相差14
化学性质相 化学性质相似, 似,物理 熔沸点、密度 性质差别 呈规律性变化 较大
红磷与白磷 甲烷与乙烷
有机物、无机 物
①丁烷 ②异丁烷 ③戊烷 ④异戊烷 ⑤新戊烷 ⑥丙烷,物质的沸点由高到低的排 列顺序是__③__>__④__>__⑤___>_①___>_②__>___⑥.
C原子数不同:C原子数越多,沸点越高 C原子数相同:支链越多,沸点越低
概念 同位素 同素异形体 同系物
同分异构体
对象 判断 依据
性质
实例
原子
|||
H HH
CH3CH2CH3
异丁烷:
H
|
H--C--H
H
H
|
|
H-C——C——C-H
| ||
H HH
CH3CH(CH3 )CH3
烷烃的书写
分子式:反映一个分子中原子的种类和数目。
最简式(实验式):表示物质组成中各元素原子 的最简整数比。 结构式:用短线表示共用电子对的式子,“—”表 示共用一对电子。

第5章 最简单的有机化合物——烷烃

第5章 最简单的有机化合物——烷烃
正丁烷和异丁烷的球棍模型
如果设置碳原子数为n,则氢原子数就是2n+2。 烷烃分子的通式:CnH2n+2
烷烃
正丁烷和异丁烷物理性质比较
物理性质
正丁烷
熔点(℃)
-138.4
沸点(℃)
-0.5
液态时的密度(g/cm3)
0.578 8
异丁烷 -159.6 -11.7
0.557
具有相同化学式,但具有不同结构的现象,叫做同分异构现象 具有同分异构现象的化合物互为同分异构体
在有机物中,随着碳原子数的增加,同分异构体的数目也增加。
烷烃
3. 烷烃的系统命名 烃分子失去一个或几个氢原子后所剩下的部分称为烃基,一般用“R-”表示。
如果这种烃是烷烃,那么烷烃失去一个氢原子后所剩下的原子团就称为烷基 例如,甲烷分子失去一个氢原子后剩下的原子团“-CH3”就叫做甲基,乙烷 分子失去1个氢原子后剩下的原子团“-CH2CH3”就叫做乙基。
碳元素位于元素周期表中第二周期、第ⅣA族,其原子最外电子层有4个电子, 常和氢、氧、氮等元素原子以共价键结合成共价化合物
有机化合物的特点
例如:甲烷
CH4 分子式
H H CH
H 电子式
H
HCH
H
结构式
CH4 结构简式
碳原子之间可以分别共用1对、2对或3对电子,从而形成碳碳单键、碳碳双键或碳碳三键
CCCC CCCC CCCC
乙烯
2.乙烯的化学性质
(1)乙烯的氧化反应
乙烯气体通入酸性高锰酸钾溶液中,高锰酸钾的紫色会褪去。
乙烯能够被高锰酸钾所氧化,利用这一性质可以鉴别乙烯和甲烷等烷烃。
CH2 CH2 3O2 点燃2CO2 3H2O

烷烃熔沸点规律

烷烃熔沸点规律

烷烃熔沸点规律烷烃是一类由碳和氢组成的有机化合物,其分子结构呈直链、支链或环状,是石油和天然气中最简单的有机化合物。

烷烃的熔沸点规律是指随着碳链长度的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高。

这一规律是由于烷烃分子间的范德华力增强所导致的。

烷烃的熔沸点规律可以通过分析烷烃分子间的相互作用来理解。

烷烃分子由碳和氢原子组成,碳原子通过共价键连接在一起,形成链状或环状结构。

由于碳原子和氢原子的电负性差异,碳原子呈现出部分正电荷,而氢原子呈现出部分负电荷。

这种偶极矩的产生使得烷烃分子具有极性。

在烷烃分子中,范德华力是分子间的吸引力。

范德华力是由于分子间电子云的相互作用而产生的。

当两个烷烃分子靠近时,它们的电子云会发生重叠,形成一个共享电子云区域。

这种电子云的重叠导致了分子间的吸引力,即范德华力。

范德华力的大小取决于分子间的距离和分子的极性。

当烷烃分子的碳链长度增加时,分子间的距离也会增加,范德华力也会增强。

这是因为较长的碳链会使分子间的接触面积增大,从而增加范德华力的作用。

此外,由于烷烃分子的极性较小,范德华力成为烷烃分子间相互作用的主要力量。

根据以上分析,我们可以得出结论:随着烷烃分子碳链长度的增加,烷烃的熔沸点逐渐升高。

这是因为较长的碳链会导致分子间范德华力增强,使得分子间的吸引力增加,从而需要更高的温度才能使烷烃分子脱离固态或液态状态转变为气态。

需要注意的是,烷烃中的支链和环状结构通常会降低烷烃的熔沸点。

这是因为支链和环状结构会使分子间的范德华力减弱,导致分子间的吸引力降低。

因此,在相同碳链长度的情况下,支链或环状烷烃的熔沸点通常较低。

总结起来,烷烃的熔沸点规律是随着碳链长度的增加而升高。

这一规律是由范德华力的增强所导致的。

熔沸点的升高使得烷烃分子更难从固态或液态转变为气态。

在实际应用中,我们可以利用烷烃的熔沸点规律来进行分离和提纯等工艺操作。

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结构相似的分子随 相对分子质量的逐 (二)烷烃的物理性质: 渐增大范德华力逐 常温 相对 沸点 / 水溶 渐增大。 名称 结构简式 熔点 / ℃ 时的
状态
甲烷 CH4 气 -182 ℃ 密度 性 -164 0.466 不溶
乙烷
丙烷 丁烷
CH3CH3
(1)选主链,称某烷(最长碳链)
(2)编号码,定支链(支链最近原则)
(3)取代基,写在前,注位置,连短线
(4)不同基,简在前,相同基,要合并
(5)同位置,简在前。 (6)支链序号的合数要最小
1 2 3 4 5 6 7
CH3 —CH2—CH—CH2—CH—CH2—CH3 CH3 C2H5 3–甲基-5-乙基庚烷
H
H— C —H H H H—C—C—C—H H H H
H H H H
CH3CH2CH2CH3
或 CH3(CH2)2CH3
CH3CH(CH3)CH3
(一)烷烃结构和组成特征 1.以上各烃分子中,原子间均以共价单键结合,每个碳原子的化合价 都已充分利用,都达到“饱和”。这样的烃叫做饱和烃,又叫烷烃。 2. C原子都形成4个共价键;形成四面体结构。 3.碳链可以转动(呈锯齿形)(利用分子球棍模型演示说明)
H H · · · · · C · H· · ·C · · · · H H
-CH3CH2
(四)烷烃的命名(了解) 1、习惯命名法
(1)1-10个C原子的直链烷烃:
C5H12 C8H18
戊烷 辛烷

称为 甲、乙、丙、丁、戊、己、庚、辛、壬、癸 (3)带支链的烷烃:用正、异、新表示
(2)11个C原子以上的直链烷烃:如:C11H24 称为十一烷 CH3
二、烷烃 (一)烷烃结构和组成特征
甲烷球 棍模型
甲烷比 例模型
[复习] 甲烷分子中碳原子成键特征。 1. 键角109028/,4个H原子构成正四面体,C在中心。 2. C原子的价键已达到饱和。
和甲烷结构相似的有机物还有很多。例如: 丁 乙 烷 烷
丙 烷
异 丁 烷
它们对应的结构式
乙烷(C2H6)
H H
[思考] 烷烃分子中的所有原子能否共平面?
☆★烷烃中的所有原子不可能共平面.
[思考与交流] 分析这些式子,可以发现什么? 甲烷 CH4 乙烷 C2H6 丙烷 C3H8 丁烷 C4H10 戊烷 C5H12 癸烷 C10H22 十七烷 C17H36 4、烷烃的通式: CH4 CH3CH3 CH3CH2CH3 CH3CH2CH2CH3 CH3(CH2)3CH3 CH3(CH2)8CH3 CH3(CH2)15CH3 CnH2n+2 ( n≥1 )
2、系统命名法(将在选修五中系统学习)
(1)选主链,称某烷(最长碳链)
(2)编号码,定支链(支链最近原则) (3)取代基,写在前,注位置,连短线 (4)不同基,简在前,相同基,要合并 (5)同位置,简在前。 (6)支链序号的合数要最小
1
2
3
4
5
CH3 —CH2—CH—CH2—CH—CH3 6 7 CH3 CH2—CH2
2、系统命名法(将在选修五中系统学习)
(1)选主链,称某烷(最长碳链)
(2)编号码,定支链(支链最近原则)
(3)取代基,写在前,注位置,连短线
(4)不同基,简在前,相同基,要合并
1
CH3 —C—CH—CH2—CH3
CH3 C2H5
2
CH3
3
4
5
2,2–二甲基-3-乙基戊烷
2、系统命名法(将在选修五中系统学习)
8
3,5—二甲基壬烷
CH2—CH3
9
[练习]写出下列烷烃的名称 CH3 —CH—CH—CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 —C—CH2—CH2—CH—CH3 CH3 C2H 5
2,2,5—三甲基庚烷 2,3—二甲基丁烷
CH3 —CH2—CH—CH—CH2—CH3
3,4—二甲基己烷
H—C—C—C—C—C—H H H H H
H— C —H H
省略C—H键 把同一C上的H合并
省略横线上C—C键
CH3—CH—CH2—CH2—CH3
CH3
CH3CHCH2CH2CH3
CH3
或者:
CH3CH(CH3)CH2CH2CH3
乙烷、丙烷、正丁烷、异丁烷对应的结构简式
H H H—C—C—H H H CH3CH3 H H H H H—C—C—C—C—H H H H H—C—C—C—H H H H CH3CH2CH3
CH3CH2CH2CH2CH3
CH3CHCH2CH3
CH3
CH3CCH3
CH3 新戊烷
带两支链
正戊烷
无支链
异戊烷
带一支链
2、系统命名法(将在选修五中系统学习)
(1)选主链,称某烷(最长碳链) (2)编号码,定支链(支链最近原则) (3)取代基,写在前,注位置,连短线 (4)不同基,简在前,相同基,要合并 1 2 3 4 5 CH3 1 2 3 4 CH3 CH CH CH2 CH3 1 2 3 CH3CHCH2CH3 CH3CCH3 CH3 CH3 CH3 CH3 2,3—二甲基戊烷 2-甲基丁烷 2,2—二甲基丙烷
[思考]某烷烃的相 对分子质量是156, 试写出该烷烃的 分子式.
甲烷是含氢 量最高的烃
结构相似,在分子组成上相差一个或若干个-CH2-原子团
(二)同系物: 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。
②和④ [练习1]下列物质中属于同系物的是_________.
①CH2=CH-CH3 ②CH4 ③ H2
H—C—C—H H H
丙烷(C3H8)
H H H
H—C—C—C—H H H H
正丁烷(C4H10)
H H H H H—C—C—C—C—H
异丁烷(C4H10)
H
H— C —H
H H H—C—C—C—H H H H
H H H H
H H H H H
结构简: 例如:
为了书写的方 便,有机物还 常用结构简式 表示。
④CH3(CH2)5CH(CH3)CH3
⑤ CH2—CH2
CH2—CH2
烷烃的结构 相似是指:
(1)碳、碳单键 (2)链状(可带支链) (3)—CH2—为系差
(三)烃基
烷烃
烷基
——烃分子失去一个H原子后剩余的原子团叫做烃基。用 R—表示。 H · ·· 电子式: · C ·H CH3- 或- CH3 例如:甲基 · · H [练习2] 写出乙基的结构简式和电子式: CH3CH2或-CH2CH3 或C2H5或-C2H5
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