1.1 有机化合物的结构特点 一、有机化合物的分类方法 （一）有机化合物的定义 含碳元素的化合物叫有机化合物。（除有机物外其他化合物称为无机物） 注：1、有机物除含碳外，还含有 H，有的还含有 O、N、S、P、卤素等 2、含碳的化合物不一定是有机物。例：CO、CaCO3、碳酸盐，碳化物，氰化物等 3、无机物与有机物无明显界限，可相互转化 （二）特点 难溶于水，易溶于有机溶剂，多数为非电解质，熔沸点低，易分解，易燃烧，有机反 应复杂，多为分子间的反应,速率较慢，副反应多，副产物多 （三）分类 1、依据碳骨架分类 {{ { { 烷烃 脂肪烃 烯烃 链状化合物 炔烃 脂肪烃衍生物：卤代烃 有机化合物 环状化合物 { { 环烷烃 脂环烃 环烯烃 脂环化合物 环炔烃 脂环烃衍生物：环己醇 { { 苯 芳香烃 苯的同系物 芳香族化合物 稠环芳香烃 芳香烃衍生物 2、依据官能团分类 （1）官能团的定义：决定有机化合物特性的原子或原子团叫做官能团 （2）有机化合物的主要类别： 有机化合物类别 官能团名称 官能团结构 烃 烷烃 无 烯烃 碳碳双键 炔烃 碳碳三键 无 有机物 CH4 CH2=CH2 —C≡C— CH≡CH 芳香烃 无 卤代烃 碳卤键 无 C X CH3CH2Br （X 表示卤素原子） 烃的衍生物 醇 羟基 —OH 酚 羟基 —OH 醚 醚键 醛 醛基 酮 酮羰基 羧酸 羧基 CH3CH2OH CH3—O—CH3 CH3CHO —CHO 或 CH3COOH —COOH 或 酯 酯基 胺 氨基 酰胺 酰胺基 CH3NH2（甲胺） -NH2 乙酰胺 CH3CONH2 （3）官能团的作用：决定有机物的结构、类别和性质 一般的，具有同种官能团的化合物具有相似的化学性质；具有多种官能团的化合物具有各 个官能团的性质 （4）官能团和根（离子）、基的区别 ① 基与官能团：I、区别：基是有机物分子里含有的原子或原子团；官能团是决定化合物特 殊性质的原子或原子团 II、联系：官能团属于基，但基不一定是官能团 ② 根与基的区别和联系 基 根 概念 化合物分子中去掉某些原子或原子团后，剩下 的原子团 指带电荷的原子或原子团，是电解质的组成部分 ， 是电解质电离的产物 电性 电中性 带电荷 稳定性 不稳定，不能独立存在 稳定，可以独立存在于溶液中或熔化状态下 实例及电子式 联系 —OH OH- 根与基两者可以相互转化，例：OH-失去 1 个电子，可以转化为—OH，而—OH 获得 1 个电子，可 以转化为 OH- 二、有机化合物中的共价键 （一）共价键的类型 σ键 原子轨道重叠方 式 π键 “头碰头” “肩并肩” 轴对称 镜面对称 大 小 键的强度 轨道重叠程度大，键的强度较大， 键越牢固 轨道重叠程度较小，键比较 容易断裂，不如 σ 键牢固 旋转情况 以形成 σ 键的两个原子核的连线为 轴，任意一个原子可以绕轴旋转， 并不破坏 σ 键的结构 以形成 π 键的两个原子核的 连线为轴，任意一个原子并 不能单独旋转，若单独旋转 则会破坏 π 键的结构 断键与反应类型 的关系 取代反应 加成反应 成键规律 有机化合物中单键是 σ 键；双键中一个键是 σ 键，另一个键是 π 键； 三键中一个键是 σ 键，另外两个键是 π 键 对称类型 原子轨道重叠程 度 （二）共价键的极性与有机反应 1、共价键的极性与反应活性 （1）共价键的极性强弱 形成共价键的两种元素的电负性的差值越大→两原子间形成的共用电子对偏移程度越大→ 共价键的极性越强 （2）化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成。共价键的极性越强，在化学反 应中越容易断裂。 2、分子中基团之间的相互影响 基团之间的相互影响使官能团中化学键的极性发生变化，从而影响官能团和物质的性质 （三）有机物分子结构的表示方法 1、分子式：仅表示物质的分子组成 2、结构式：有机物分子中原子间的一对共用电子（一个共价键）用一根短线表示，将有机 物分子中的原子连接起来 3、结构简式：在结构式的基础上，省略 C-C 或 C-H 等短线 4、键线式：将 C、H 元素符号省略，只表示分子中键的连接情况和官能团，每个拐点或终 点均表示有一个碳原子 （四）常见有机物的空间构型 1、甲烷：CH4，正四面体型，四个 C-H 键完全一样，键角 109º28' 2、乙烯：CH2=CH2，平面型，所有原子共面，键角 120 º 3、乙炔：CH≡CH，直线型，所有原子共线，键角 180º 4、苯： ，平面六边型，所有原子共面，键角 120º 三、有机化合物的同分异构现象 （一）同分异构现象：化合物具有相同的分子式，但具有不同结构的现象 （二）同分 异构体：具有相同分子式和不同结构的化合物互称为同分 异 构体 （三）同分异构体的种类： 1、构造异构： （1）碳架异构：由于碳骨架（碳原子排列顺序）不同，产生的异构现象。 （2）位置异构：由于官能团在碳链或碳环上的位置不同，而产生的异构现 象。 （3）官能团异构：如果有机物分子式相同，但具有不同官能团的同分异构现象 2、立体异构： （1）顺反异构：由于与双键相连的两个碳原子不能围绕它们之间的键轴自由旋转而产生的 同分异构现象 （2）対映异构：由于碳原子连接的四个原子或原子团互不相同，它们在碳原子周围有两种 呈镜像关系的排列方式，这样得到的两个分子互为対映异构体 （四）常见的官能团异构： 组成通式 可能的类别 典型实例 CnH2n 烯烃、环烷烃 CH2=CHCH3、 CnH2n-2 炔烃、二烯烃、环烯烃 CnH2n+2O 饱和一元醇、饱和一元醚 CH≡C-CH2CH3、CH2=CH-CH=CH2、 CH3CH2OH、CH3-O-CH3 CH3CH2CHO、CH3COCH3、CH2=CHCH2OH、 CnH2nO 饱和一元醛、饱和一元酮、烯醇、环醚、环醇 、 CnH2nO2 饱和一元羧酸、饱和一元酯、羟基醛 CnH2n-6O 酚、芳香醇、芳香醚 （五）同分异构体的书写规律 CH3COOH、HCOOCH3、HO-CH2-CHO 1、烷烃的同分异构体——减碳移位法，总原则可概括为“两注意，四句话” （1）两注意：选择最长的碳链为主链；找出中心对称线 （2）四句话：主链由长到短，支链由整到散，位置由心到边，排列对、邻到间 注：I、甲基不能连在链端，乙基不能连在第二个碳上，否则都会使主链变长，造成重复 II、中心线两侧的对称碳原子等效，连接支链时只需考虑一侧即可 2、其他：碳链异构→官能团异构→位置异构 （六）同分异构体数目的判断 1、一元取代物同分异构体数目的判断——等效氢法 在有机物中，位置等同的氢原子叫做等效氢，有几种等效氢，其一元取代物就有几种。 这种通过等效氢来确定一元取代物同分异构体数目的方法叫做等效氢法。其原则为： （1）同一个碳原子上的氢是等效的 （2）同一个碳原子上所连甲基上的氢原子是等效的 （3）处于轴对称位置上的氢原子是等效的 注：烷基的种类数等于烷烃的一元取代物的种类数。甲基、乙基、丙基、丁基、戊 基的种类数为：11248 2、二元取代物同分异构体数目的判断——换元法和定一移一法 （1）换元法：某烃可被取代的 H 原子有 n 个，若 x 氯代物有 a 种，则（n-x）氯代物也有 a 种 （2）定一移一法：先写出碳链异构，再在各碳架上依次先定一个官能团，在此基础上移动 第二个官能团，依次类推，即定一移一 （七）同分异构体与物质结构、性质的关系 1、化合物的分子组成、结构越复杂，同分异构现象越强。一般来说，有机物分子中碳原子 数越多，它的同分异构体数目越多 2、同分异构体之间的化学性质可能相同也可能不同，但它们之间的物理性质一定不同 3、各同分异构体中，支链越多，熔沸点一般越低 4、同分异构现象在有机物和无机物中都存在。例：HO-C≡N（氰酸）与 H-N=C=O（雷 酸）