有機化合物主要由氧元素、氫元素、碳元素組成。
有機物是生命產(chǎn)生的物質(zhì)基礎。脂肪、氨基酸、蛋白質(zhì)、糖、血紅素、葉綠素、酶、激素等。
生物體內的新陳代謝和生物的遺傳現象,都涉及到有機化合物的轉變。此外,許多與人類(lèi)生活有密切關(guān)系的物質(zhì),例如石油、天然氣、棉花、染料、化纖、天然和合成藥物等,均屬有機化合物。
主要有: 多數有機化合物主要含有碳、氫兩種元素,此外也常含有氧、氮、硫、鹵素、磷等。部分有機物來(lái)自植物界,但絕大多數是以石油、天然氣、煤等作為原料,通過(guò)人工合成的方法制得。
和無(wú)機物相比,有機物數目眾多,可達幾百萬(wàn)種。有機化合物的碳原子的結合能力非常強,互相可以結合成碳鏈或碳環(huán)。
碳原子數量可以是1、2個(gè),也可以是幾千、幾萬(wàn)個(gè),許多有機高分子化合物甚至可以有幾十萬(wàn)個(gè)碳原子。此外,有機化合物中同分異構現象非常普遍,這也是造成有機化合物眾多的原因之一。
有機化合物除少數以外,一般都能燃燒。和無(wú)機物相比,它們的熱穩定性比較差,電解質(zhì)受熱容易分解。
有機物的熔點(diǎn)較低,一般不超過(guò)400℃。有機物的極性很弱,因此大多不溶于水。
有機物之間的反應,大多是分子間反應,往往需要一定的活化能,因此反應緩慢,往往需要催化劑等手段。而且有機物的反應比較復雜,在同樣條件下,一個(gè)化合物往往可以同時(shí)進(jìn)行幾個(gè)不同的反應,生成不同的產(chǎn)物。
一.根據碳原子結合而成的基本結構不同,有機化合物被分為三大類(lèi):1.鏈狀化合物 這類(lèi)化合物分子中的碳原子相互連接成鏈狀,因其最初是在脂肪中發(fā)現的,所以又叫脂肪族化合物。2.碳環(huán)化合物 這類(lèi)化合物分子中含有由碳原子組成的環(huán)狀結構[1],故稱(chēng)碳環(huán)化合物。
它又可分為兩類(lèi):脂環(huán)族化合物:是一類(lèi)性質(zhì)和脂肪族化合物相似的碳環(huán)化合物。芳香族化合物:是分子中含有苯環(huán)或稠苯體系的化合物。
3.雜環(huán)化合物:組成這類(lèi)化合物的環(huán)除碳原子以外,還含有其它元素的原子,叫做雜環(huán)化合物。 二、按官能團分類(lèi) 決定某一類(lèi)化合物一般性質(zhì)的主要原子或原子團稱(chēng)為官能團或功能基。
含有相同官能團的化合物,其化學(xué)性質(zhì)基本上是相同的。
一、有機代表物質(zhì)的物理性質(zhì) 1. 狀態(tài) 固態(tài):飽和高級脂肪酸、脂肪、TNT、萘、苯酚、葡萄糖、果糖、麥芽糖、淀粉、纖維素、醋(16.6℃以下)氣態(tài):C4以下的烷烴、烯烴、炔烴、甲醛、一氯甲烷液態(tài):油狀:硝基苯、溴乙烷、乙酸乙酯、油酸粘稠狀:石油、乙二醇、丙三醇 2. 氣味 無(wú)味:甲烷、乙炔(常因混有PH3、H2S和AsH3而帶有臭味)稍有氣味:乙烯 特殊氣味:苯及苯的同系物、萘、石油、苯酚 刺激性:甲醛、甲酸、乙酸、乙醛 甜味:乙二醇(甘醇)、丙三醇(甘油)、蔗糖、葡萄糖 香味:乙醇、低級酯 苦杏仁味:硝基苯 3. 顏色 白色:葡萄糖、多糖 淡黃色:TNT、不純的硝基苯 黑色或深棕色:石油 4. 密度 比水輕的:苯及苯的同系物、一氯代烴、乙醇、低級酯、汽油比水重的:硝基苯、溴苯、乙二醇、丙三醇、CCl4、氯仿、溴代烴、碘代烴5. 揮發(fā)性:乙醇、乙醛、乙酸 6. 升華性:萘、蒽 7. 水溶性:不溶:高級脂肪酸、酯、硝基苯、溴苯、烷烴、烯烴、炔烴、苯及苯的同系物、萘、蒽、石油、鹵代烴、TNT、氯仿、CCl4 能溶:苯酚(0℃時(shí)是微溶) 微溶:乙炔、苯甲酸 易溶:甲醛、乙酸、乙二醇、苯磺酸 與水混溶:乙醇、苯酚(65℃以上)、乙醛、甲酸、丙三醇二、有機物之間的類(lèi)別異構關(guān)系1. 分子組成符合CnH2n(n≥3)的類(lèi)別異構體:烯烴和環(huán)烷烴2. 分子組成符合CnH2n-2(n≥4)的類(lèi)別異構體:炔烴和二烯烴3. 分子組成符合CnH2n+2O(n≥3)的類(lèi)別異構體:飽和一元醇和飽和醚4. 分子組成符合CnH2nO(n≥3)的類(lèi)別異構體:飽和一元醛和飽和一元酮5. 分子組成符合CnH2nO2(n≥2)的類(lèi)別異構體:飽和一元羧酸和飽和一元酯6. 分子組成符合CnH2n-6O(n≥7)的類(lèi)別異構體:苯酚的同系物、芳香醇及芳香醚 如n=7,有以下五種:鄰甲苯酚、間甲苯酚、對甲苯酚、苯甲醇、苯甲醚7. 分子組成符合CnH2n+2O2N(n≥2)的類(lèi)別異構體:氨基酸和硝基化合物三、能發(fā)生取代反應的物質(zhì)1. 烷烴與鹵素單質(zhì):鹵素單質(zhì)蒸汽(如不能為溴水)。
條件:光照2. 苯及苯的同系物與(1)鹵素單質(zhì)(不能為水溶液):條件:Fe作催化劑 (2)硝化:濃硝酸、50℃—60℃水浴 (3)磺化:濃硫酸,70℃—80℃水浴3. 鹵代烴的水解: NaOH的水溶液 4. 醇與氫鹵酸的反應:新制氫鹵酸 5. 乙醇與濃硫酸在140℃時(shí)的脫水反應 7. 酸與醇的酯化反應:濃硫酸、加熱8. 酯類(lèi)的水解:無(wú)機酸或堿催化 9. 酚與 1)濃溴水 2)濃硝酸 四、能發(fā)生加成反應的物質(zhì) 1. 烯烴、炔烴、二烯烴、苯乙烯的加成:H2、鹵化氫、水、鹵素單質(zhì)2. 苯及苯的同系物的加成: H2、Cl23. 不飽和烴的衍生物的加成:(包括鹵代烯烴、鹵代炔烴、烯醇、烯醛、烯酸、烯酸酯、烯酸鹽等)4. 含醛基的化合物(包括葡萄糖)的加成: HCN、H2等 5. 酮類(lèi)、油酸、油酸鹽、油酸某酯、油(不飽和高級脂肪酸甘油酯)等物質(zhì)的加成:H2注意:凡是有機物與H2的加成反應條件均為:催化劑(Ni)、加熱。
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大分子量的烷烴可以得到烯烴 炔烴加成可以得到烯烴和烷烴 烯烴通過(guò)加成得到烷烴 烯烴加成也可以得到芳香烴。 烷烴:碳原子全部以碳碳單間結合(沒(méi)有特別說(shuō)明指的是鏈狀的,通式為CnH2n+2),每個(gè)碳都在正四面體中心,鍵角是109°28′無(wú)色無(wú)味,隨著(zhù)碳分子增多由氣態(tài)到固態(tài)(其他的烴也一樣),可燃。易取代,難氧化(不是指燃燒,是不能使高錳酸鉀溶液褪色),不能加成 烯烴:有碳碳雙鍵(沒(méi)有特別說(shuō)明只有一個(gè)雙鍵,鏈狀,通式為CnH2n),雙鍵和單鍵夾角略大于120°,平面型分子,能發(fā)生取代反應,易氧化,(這些都跟雜化軌道理論有關(guān),很難講清,高中記住雙鍵不牢固就可以了),也可以加聚(可以理解成很多個(gè)烯烴一起加成,變成聚烯烴) 炔烴:有碳碳叁鍵(同上,通式為CnH2n-2),直線(xiàn)型,性質(zhì)和烯烴相似。 芳香烴:有苯環(huán)的,以苯為例,平面,有特殊味道(有毒)鍵可以看成是介于單鍵和雙鍵之間的鍵,難取代(一定條件,能生成硝基苯,苯磺酸,溴苯等),難加成(一定條件下可以加成氫氣生成環(huán)乙烷,加成氯氣生成環(huán)氯乙烷)。 烴的衍生物:看官能團,有羥基,羧基,醛基等,這里寫(xiě)不了了.. 有機化學(xué)的基礎有很多,這里是烴的,不知道樓主還想知道什么呢
有機[考綱要求] 通過(guò)各類(lèi)化合物的化學(xué)反應,掌握有機反應的主要類(lèi)型.[教學(xué)重點(diǎn)]取代反應,加成反應,消去反應的機理 [教學(xué)過(guò)程][基礎練習]對下列各種反應類(lèi)型各舉2—4個(gè)化學(xué)方程式:1.取代反應 2.加成反應 3.消去反應 4.氧化反應 5.加聚反應 6.縮聚反應 [討論小結]一.抽象和概括----搞清反應機理1.取代反應---等價(jià)替換式 有機分子里某一原子或原子團與另一物質(zhì)里同價(jià)態(tài)的原子或原子團相互交換位置后就生成兩種新分子,這種分子結構變化形式可概括為等價(jià)替換式.2.加成反應—開(kāi)鍵加合式 有機分子中含有碳碳雙鍵,碳氧雙鍵(羰基)或碳碳叁鍵,當打開(kāi)其中一個(gè)鍵或兩個(gè)鍵后,就可與其他原子或原子團直接加合生成一種新分子,這可概括為開(kāi)鍵加合式1.消去反應---脫水/鹵化氫重鍵式 有機分子(醇/鹵代烴)相鄰兩碳原子上脫去水/鹵代氫分子后,兩個(gè)碳原子均有多余價(jià)電子而形成新的共價(jià)鍵,可概括為脫水/鹵化氫重鍵式.2.氧化反應----脫氫重鍵式/氧原子插入式 醛的氧化是在醛基的C---H鍵兩個(gè)原子間插入O原子;醇分子脫出氫原子和連著(zhù)羥基的碳原子上的氫原子后,原羥基氧原子和該碳原子有多余價(jià)電子而再形成新共價(jià)鍵,這可概括為脫氫重鍵式/氧原子插入式.5.縮聚反應—縮水結鏈式許多個(gè)相鄰小分子通過(guò)羧基和氨基,或羧基和羥基,或醛基和酚中苯環(huán)上的氫原子---的相互作用,彼此間脫去水分子后留下的殘基順序連接成長(cháng)鏈高分子,這可稱(chēng)為縮水結鏈式.6.加聚反應---開(kāi)鍵加合式許多含烯鍵的分子之間相互加成而生成長(cháng)鏈高分子,屬于開(kāi)鍵加合式.二.比較與歸類(lèi)有比較才有鑒別,有歸類(lèi)才易儲存.在分析的基礎上比較各類(lèi)反應的同異關(guān)系,在比較的前提下對有機反應進(jìn)行歸類(lèi),形成知識體系.首先,應對三大有機反應類(lèi)型比較: 三大有機反應類(lèi)型比較 類(lèi) 型 取 代 反 應 加 成 反 應 消 去 反 應反應物種類(lèi) 兩 種 兩 種 一 種有機反應種類(lèi)或結構特征含有易被取代的原子或官能團不飽和有機物(含C=C,C C,C=O )醇(含-OH),鹵代烴(含-X) 生 成 物兩種(一般是一種有機物和一種無(wú)機物) 一種(有機物)兩種(一種不飽和有機物,一種水或鹵化氫)碳 碳 鍵 變 化 情 況 無(wú) 變 化C=C鍵或C C鍵打開(kāi)生成C=C鍵或C C鍵不 飽 和 度 無(wú) 變 化 降 低提高 結 構 變 化 形 式 等 價(jià) 替 換 式開(kāi) 鍵 加 合 式脫 水/ 鹵化氫 重 鍵 式加外,還可以將氧化和還原,酯化和水解,加聚和縮聚等反應作比較.接著(zhù),可以根據有機分子結構變化形式與反應類(lèi)型的一致性歸納有機反應體系.[討論1]通常發(fā)生取代反應的是哪些有機物,無(wú)機物?有機物無(wú)機物/有機物反應名稱(chēng)烷,芳烴,酚 X2鹵代反應苯的同系物 HNO3硝化反應苯的同系物 H2SO4磺化反應 醇 醇脫水反應 酸 醇酯化反應 酯/鹵代烴酸溶液或堿溶液水解反應 羧 酸 鹽 堿 石 灰去羧反應 醇 HX [注] 發(fā)生水解反應的基/官能團官能團 -X -COO- RCOO-C6H5O- 二 糖 多 糖代表物 反應條件 化學(xué)方 程 式 [練習] 1.下列物質(zhì)在一定條件下都能與水反應,一定只屬于下鹽類(lèi)水解反應的是 A.CaC2 B.C2H4 C.油脂 D.無(wú)水CuSO4 E.NaHCO32.HS-+H2O H3O++S2-所表示的意義是A.電離 B.水解 C.分解 D.水合[討論2]哪些基或官能團可發(fā)生加成反應?發(fā)生加成反應的有機物和無(wú)機物是哪些? 發(fā)生加成反應的基/官能團基/官能團 C=C C C C6H5- C=O -CHO代 表 物 無(wú) 機 物 反應條件 化 學(xué)方 程 式 [練習]1.與H2完全加成后,可生成2,2,3-三甲基戊烷的烴有哪些?三.消去反應 醇發(fā)生的結構條件是----鄰碳有氫[練習] 由苯制備環(huán)已鄰二酮四.氧化反應發(fā)生氧化反應的官能團 C=C C CC-OH-CHOC6H5-RCH3CH2-CH2CH3代表物 試劑 條件 產(chǎn)物 [講解] -CH2OH→-CHO為脫氫重鍵式量 -CHO→-COOH為氧原子插入式五.還原反應 1.H2 2.Fe+HCl[說(shuō)明]油酸和油脂的氫化(硬化)六.顯色反應1.酚+FeCl3[出題]FeCl3溶液作試劑一次可鑒別哪些物質(zhì)?(苯酚,NaHCO3,KSCN,KOH,KI-淀粉,H2S溶液等)2. 多羥基(OH)物質(zhì)+Cu(OH)23. 淀粉+I24. 蛋白質(zhì)+濃HNO3。
1。鹵化烴:官能團,鹵原子 在堿的溶液中發(fā)生“水解反應”,生成醇 在堿的醇溶液中發(fā)生“消去反應”,得到不飽和烴 2。醇:官能團,醇羥基 能與鈉反應,產(chǎn)生氫氣 能發(fā)生消去得到不飽和烴(與羥基相連的碳直接相連的碳原子上如果沒(méi)有氫原子,不能發(fā)生消去) 能與羧酸發(fā)生酯化反應 能被催化氧化成醛(伯醇氧化成醛,仲醇氧化成酮,叔醇不能被催化氧化) 3。醛:官能團,醛基 能與銀氨溶液發(fā)生銀鏡反應 能與新制的氫氧化銅溶液反應生成紅色沉淀 能被氧化成羧酸 能被加氫還原成醇 4。酚,官能團,酚羥基 具有酸性 能鈉反應得到氫氣 酚羥基使苯環(huán)性質(zhì)更活潑,苯環(huán)上易發(fā)生取代,酚羥基在苯環(huán)上是鄰對位定位基 能與羧酸發(fā)生酯化 5。羧酸,官能團,羧基 具有酸性(一般酸性強于碳酸) 能與鈉反應得到氫氣 不能被還原成醛(注意是“不能”) 能與醇發(fā)生酯化反應 6。酯,官能團,酯基 能發(fā)生水解得到酸和醇
7。烷烴 CnH2n+2 單烯烴 CnH2n n>=2 碳碳雙鍵 環(huán)烷烴 CnH2n 二烯烴:CnH2n-2 碳碳雙鍵 單炔烴 CnH2n-2 n>=2 碳碳三鍵 苯的同系物 CnH2n-6 n>=6(苯環(huán),一般不寫(xiě),填在試卷上不把它當作官能團) 飽和一元鹵代烴 CnH2n+1X(X代表鹵) X- (鹵原子) 飽和一元醇 CnH2n+2O 醇羥基 苯酚 C6H6O 酚羥基 苯酚是酚類(lèi)一種代表,其通式不要求掌握. 飽和一元醛 CnH2nO 醛基 飽和一元羧酸 CnH2nO2 羧基 酯 CnH2nO2 n>=2 酯基 酮 CnH2nO 酮羰基 醚 CnH2n+2O n>=2 8。草酸(乙二酸)>;甲酸>;乙酸>;碳酸>;苯酚 飽和一元酸隨碳原子數的增多,酸性減弱.
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