高二化学有机物结构.doc

高二化学·有机物结构特点学案 (2010-08-29 11:00:37) 转载 标签： 高二 化学 有机化学 有机物 结构特点 同分异构体 同分异构现象 杂谈 分类： 化学与人生 ??? 第一节课，我们通过官能团，认识了各种有机物，因此对有机物的分类更清楚了。 ??? 由于分类方法很多，先说用处不大的方法。按照有没有环，把有机物分成链状化合物、环状化合物两大类。 图1、有机物的分类——有机化学的钥匙 ??? 再说用处大的分类，按照官能团来分类。官能团的定义：能够决定化合物性质的那些原子、原子团，称作官能团。对于有机物，除了C原子、H原子、C—C单键、C—H单键之外的原子、原子团，都称作官能团。 ??? 官能团有个顺序，这个顺序决定了有机物的命名。??????? ??? 命名原则：（1）含有什么官能团，就命名为什么物质，例如含有C＝C双键，就命名为烯烃，含有—CHO醛基，就命名为醛。（2）含有多个官能团，就以上面这个表排序在后面的那个来命名，例如同时含有C＝C双键和—CHO，命名为××醛。 ??? 学习了有机物的官能团之后，我们这节课要学习有机物的结构特点。这就需要从碳原子说起，碳是有机物的骨架和灵魂。 一、碳原子决定有机物结构 ??? C是元素周期表中第6号元素，碳原子含有6个电子，其中4个价电子，见图2。我们知道原子在形成化合物的时候，电子可能发生偏移，甚至失去或者得到。外层电子多的原子容易得到电子，例如卤素、氧原子等；外层电子少的原子容易失去电子，例如钠原子、镁原子等。 ???????? ???????? ??? ???????????? ???????? ???????? ??????? 图2、碳原子的6个电子和4个价电子??????????????? ??????????????? ????? ????浅绿：内层电子??? 深绿：价电子??????????????? ??? 碳原子最外层4个电子，不多不少，恰好不容易得到，也不容易失去，而是比较“大公无私”地电子与其他原子共享，包括同类原子C自己。 ??? 如果四个电子都拿出来与其他原子共享，比如甲烷分子CH4，就在碳原子周围空间形成四个均匀分布的C—H键（图3）；如果拿出三个电子共享，例如乙烯分子CH2＝CH2，就形成一个平面的三角形，剩余电子垂直于平面而“翘”着，两个翘着的电子再形成化学键（图5）；如果拿出两个电子共享，例如乙炔分子CHCH，就是一个直线型的分子（图6）。 ??? 1.1 甲烷分子——正四面体结构 ??? 像甲烷分子中的C原子那样，和周围四个原子相连成键，这是有机物比较多见的结构。烷烃中的C原子都是这样的结构（图3）。 ??? 正四面体结构中，C原子都形成单键。而且像甲烷中碳原子这样，C—C之间可以连成很长很长的单键，从十几个、几十个到成百上千万个C—C单键，如图4。 ??? ???? ?????????? ? ??????? 图3、CH4分子的正四面体结构????????? ? 图4、碳原子之间依靠C—C单键连成长链 ???? ? 红色：C原子????? 蓝色：H原子???????????? 蓝色：C原子????? 灰色：H原子 ??? 1.2 乙烯分子——平面结构 ??? 如图4那样，C原子与三个原子成键，其中一个是双键， ???? ????? ?? ???? ? ? 图4、CH2=CH2分子的平面结构?????????????? ?图5、CHCH分子的直线型结构 ????? ?? 绿色：C原子?????白色：H原子???????? ?????灰色：C原子?? 浅绿：H原子 ??? 1.3 碳原子的杂化轨道 ??? 这不应该是中学的教学内容，但是作为了解，知道碳原子的4个价电子分别处于S轨道和P轨道上（图1中深绿色的四个电子）。 ????形成4个化学键：四个价电子齐出动，叫做SP3杂化（1个S轨道，3个P轨道全部使用，加起来是4个）。 ??? 形成3个化学键：只用三个价电子，叫做SP2杂化，剩了一个电子去双键之，例如乙烯等烯烃。 ??? 形成2个化学键：只用二个价电子，叫做SP杂化，剩了两个电子去三键之，例如乙炔等炔烃。 ??? 1.4 小结 ??? 碳原子对有机物结构的影响，可以先看清楚甲烷、乙烯、乙炔的结构之后，回头再去想SP3、SP2、SP的区别，不要死抠这个“杂化轨道”、“××杂化”是怎么回事儿。 ??? 化学中，好多知识都是从实验得来的，有时候根本就不怎么讲理，那怎么办？就可以先记住了，再慢慢去理解，理解之后再忘记，就学会了。? 二、有机物的同分异构现象 ??? 看图4，碳原子可以连成长链，也很容易拐个弯儿、分个岔儿什么的，产生另类的分子。 ??? 含同样数量的C、H、其他原子的有机物（化学式相同），也会产生不同的结构，这