认识有机化合物学情分析，认识有机化合物教材分析
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|学**目标1. 了解有机化合物的概念2. 了解有机化合物的成键性质3. 了解烷烃的性质
1. 有机化合物中碳原子的键合性质1. 有机化合物
概念
成分
有机的
化合物
含碳化合物
必须含有碳元素，常含有氢元素、氧元素，有的还含有氮、硫、磷、卤素等。
2. 有机和无机化合物的比较
有机化合物
无机化合物
类型
大多数是共价化合物
有些化合物是离子化合物，有些是共价化合物。
结构
大多数有机化合物仅含有共价键
物质可能含有离子键或共价键
溶解度
大多数不溶于水，但易溶于汽油、苯等有机溶剂。
大部分溶于水，但难溶于有机溶剂
耐热
大多数不耐热且熔点低。
大部分溶于水，但难溶于有机溶剂
易燃
除CCl4 外，大多数都是易燃的。
大多数不燃烧
化学反应特性
反应一般比较复杂，副反应多，反应速率慢，因此在化学方程式中，常用“”符号连接反应物和产物。
一般比较简单，副反应少，反应速率快。在化学方程式中，我们使用“”或“”来连接反应物和产物。
3.有机化合物中碳原子的键合性质
(1)碳原子的键合特性
(2) 甲烷分子的结构特征
甲烷分子的电子式和结构式为
,
，我们可以看到碳原子的最外层有四个电子，可以形成四个共价键。
(3)碳原子形成键的机制
碳原子除了与其他原子形成共价键外，碳原子之间还可以形成单键、双键或三键。
,
,
当分子结构仅含有单键时，称为饱和结构，当存在类似于碳碳双键或碳碳三键的结构时，称为不饱和结构。
[注]各种元素原子的形成特征
有机物中常见的原子主要有C、H、O、Cl和N。除碳原子外的原子通常遵循以下键合规则：
氢原子和卤素原子总是形成1个H、1个Cl等键。
氮原子通常形成三键（NO2除外）。
, -N=或。
氧原子总是形成两个键，例如-O-或=O。
(4)有机质碳骨架的基本类型
多个碳原子可以结合形成碳链或碳环，形成有机材料的直链或环状碳骨架。
有机物碳骨架的链结构可分为直链和支链两种。
链和环结构可以组合形成更复杂的碳骨架结构。
(5) 碳原子数相同的有机物碳骨架的结构特征
有机分子可以含有一个或几个碳原子，或者它们可以含有数百、数千或数万个碳原子。即使含有相同碳原子数的有机物，由于碳原子与碳骨架之间的键合方式不同，也可以形成多种结构，从而形成多种多样的有机物。例如，四个碳原子形成以下基本碳骨架：
考虑通过双键或三键键合碳原子提供了更多键合碳原子的方法。
核心知识点2：2.烷烃1.烷烃和烷烃的结构
(1) 甲烷的组成和结构特征
甲烷分子有1个碳原子和4个氢原子组成4个C-H键，这4个C-H键长度和强度相同，夹角相等，具有空间四面体结构。
空间结构：
分子结构示意图
结构特征和空间配置
四个C-H键长度和强度相同，夹角相同，具有正四面体结构。
【引申】即使CH4分子中的四个氢原子全部被其他相同的原子或原子团取代，所得的分子结构仍然是正四面体结构。
如果将CH4分子中的四个氢原子替换为其他不同的原子或原子团，所得的分子结构仍然是四面体，而不是CH3Cl、CH2Cl2等正四面体。
由于CH2Cl2只有一种结构，我们可以看出CH4、CH2Cl2等具有四面体结构而不是平面结构。
从CH4的空间结构可以推断，CH3CH2CH3等有机物中的碳原子不是线性的。
(2) 碳氢化合物和烷烃
仅含有碳和氢两种元素的有机化合物称为碳氢化合物。
当烃分子中的所有碳原子都通过单键连接形成链，剩余的价键与氢原子连接，直到每个碳原子的化合价达到“饱和”时，这些类型的碳氢化合物就成为碳氢化合物分子。有机化合物称为饱和烃，也称为烷烃。
这四种有机物都是烷烃，因为甲烷、乙烷、丙烷、丁烷的分子结构都遵循烷烃的概念。
(3)烷烃的结构
烷烃的结构特征
a.单键——个碳原子通过碳-碳单键连接。
b. ——个饱和碳原子的所有剩余价键均与氢原子键合，每个碳原子形成四个共价键。
c.链——中的碳原子组合形成的碳链可以是直链或支链。
烷烃的通式
甲烷(CH4)、乙烷(CH3CH3)和丙烷(CH3CH2CH3)的分子式或简化结构式表明，相邻碳原子的烷烃组成仅相差一个CH2基团。若烷烃的碳原子数为n，则氢原子数为2n+2，其分子式为CnH2n+2，也称为烷烃的通式。
为了表示方便，表示有机物结构的结构式中一般省略C-H键，该式称为简化结构式。简化的结构式中，仅需要省略碳-氢单键，而大多数单键如碳-碳单键、碳-氯单键以及碳与氧之间形成的单键。羟基可以省略，可以省略也可以不省略。例如，正戊烷的简单结构式为CH3CH2CH2CH2CH3，异戊烷的简单结构式为CH3CH2CH(CH3)CH3，新戊烷的简单结构式为C(CH3)3。
(1)物理性能
相似
烷烃难溶于水，易溶于有机溶剂。
液态烷烃的密度小于1g/cm3
层次
烷烃的熔点和沸点随着碳原子数的增加而逐渐升高。
在室温下，随着碳原子数量的增加，烷烃的状态从气态变为液态再变为固态。
烷烃的密度随着碳原子数的增加而逐渐增加。
室温下烷烃分子状态与碳原子数的关系
碳原子数
常温条件
1~4
气态的
5~16岁
液体
17+
固体状态
【注】新戊烷分子中有5个碳原子，常温下为气体。
烷烃的异构体中，链越支化，熔点和沸点越低，例如戊烷异构体中，熔点和沸点降低的顺序为正戊烷>异戊烷>新戊烷。
（2）化学性质（如CH4，以甲烷为例）
稳定性
一般情况下，烷烃（甲烷）比较稳定，不与强酸、强碱或高锰酸钾等强氧化剂发生反应。
溴水或酸性高锰酸钾溶液不会变色。
热解
烷烃在高温下分解。例如，甲烷可以分解为元素碳和氢，C16H34可以分解为C8H18和C8H16，C4H10可以分解为C2H6和C2H4等等。
这种性质经常在石油化学和天然气化学生产中得到利用（例如，利用甲烷分解反应来生产炭黑），并且烷烃可用于获得一系列重要的化学原料。
可燃性
烷烃在空气中完全燃烧，发生氧化反应，生成二氧化碳和水，并放出大量的热。这是烷烃用作燃料时发生的主要反应。
甲烷在空气中燃烧的化学式是CH4 + 2O2。
CO2+2H2O；
这种现象燃烧得很安静，火焰呈淡蓝色。
【注】等物质量的烷烃燃烧时，随着碳数的增加，消耗的氧气量增加，如果缺氧，会发生不完全燃烧，更容易产生黑烟和CO 。这导致燃料消耗减少。
取代反应（以甲烷与氯气的反应为例）
a.实验研究
[注意]
b.概念：有机分子中特定原子或原子团被另一个原子或原子团取代的反应称为取代反应。
例如，在光照条件下，甲烷和氯之间会发生化学反应。
在反应过程中，C-H和Cl-Cl键断裂，并形成C-Cl和H-Cl键。
c. 甲烷取代反应定律
条件—— 在明亮或凉爽的条件下不会发生反应，并且在暴露于阳光下时会爆炸。
反应物—— 甲烷与氯气反应，但不与氯化水反应。
特点—— 在CH4和Cl2的取代反应中，CH4分子中的H原子逐渐被取代，但反应过程中各反应步骤往往同时发生，所得产物是含有多种组分的混合物。换句话说，甲烷取代反应是连续的，一次反应后反应不会停止。换句话说，一旦第一阶段反应开始，后续反应就会继续进行。
数量关系—— CH4 分子中每1 mol H，消耗1 mol Cl2，并产生1 mol HCl。同时，无论甲烷与Cl2的比例是1：1还是1：4，产物都是CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl四种有机物质的混合物，其中HCl的量就是不一样。产品规模最大。还没完，如果你想要，请私信免费发给我。